2015年二月德國愛得合溫技術大學(Eindhoven University of Technology)發現用發酵粉(Baking powder)提高了塑膠太陽電池的轉換效率2-3倍的原因(過去十年都是不清楚的)。這種新的了解,可使現在注意力集中在塑膠太陽能電池的發展上。
塑膠太陽能電池,也指有機電池,是用高聚物代替矽將太陽光轉換為電能,這可降低太陽能電池的成本和重量,並令它們柔軟,但塑膠太陽能電池的轉換效率只有約10%,比商業矽太陽能電池的效率15%-20%之間的低。
約十年前,偶然發現,在生產過程中,額外添加溶劑可使塑膠太陽能電池的效率增加2-3倍。現在,所有塑膠太陽能電池的生產都用額外添加溶劑。但誰也不清楚它為何有這種好作用的原因。
已知,塑膠太陽能電池的結構形態和其效率有關,即混合的二種塑膠成分的精確形態會影晌電子的移動。在生產過程中,將二種有機材料溶解,隨後,蒸發和固化。秘密在溶液蒸發前要添加溶劑。
愛得合溫技術大學的勒內·楊森(Rene Janssen)領導的研究人員利用光結合的技術去尋找對這問題的明確解析;當他們不加額外溶劑時,他們發現塑膠混合體在硬化過程,形成大的液滴。這對電子輸送是一種負面的效應。結果導致塑膠太陽能電池的效率低下。在溶液中加入添加溶劑愈多,當達到某一特別量時,這些液滴會變得小些。
在硬化過程中有二種效應;一方面,溶液蒸發,高聚物形成摺疊結構,而加入添加溶劑時,使這種摺疊過程提早開始,這表示,最終不形成泡;添加溶劑起了一種“發酵粉”的作用。它改善了混合聚合物的結構;原用的劑量是不夠的。愛得合溫大學的研究人員希望,他們的發現對今後塑膠太陽電池的發展更加有效。
參考文獻:
“Why 'baking powder' increases efficiency of plastic solar cells" www.tue.nl/en/university/news-and-press/news/06-02-2015-why-baking-powder-increase-efficiency-of-plastic-solar-cells/
