光伏每周技術(shù)資訊匯總(第十六期)
谷歌為私人出資的月球探索項目設(shè)立了3000萬美元資金。一等獎2000萬美元,將頒給成功讓機器人登陸月表并行進(jìn)500米,向地球傳回錄像、圖片和數(shù)據(jù)的公司。如果“北極星”能夠經(jīng)受住漫長而寒冷的月球黑夜考驗,水冰勘探任務(wù)將擁有非常光明的前景。目前,宇航機器人技術(shù)公司已從宇航局手中拿到9項與月球探索任務(wù)有關(guān)的合約,總額360萬美元,其中包括評估“北極星”在北極附近行進(jìn)3英里(約合4800米)情況下使用宇航局水冰勘探設(shè)備執(zhí)行考察任務(wù)的能力。
基于有機分子的太陽能光伏電池作為傳統(tǒng)高耗費的單晶太陽能器件最具潛力的替代者,近年來受到了廣泛的關(guān)注。
有機分子具有高消光系數(shù)、無基于有機分子的太陽能光伏電池作為傳統(tǒng)高耗費的單晶太陽能器件最具潛力的替代者,近年來受到了廣泛的關(guān)注。有機分子具有高消光系數(shù)、無毒、易合成、價格低等優(yōu)勢。目前這類電池有超過13%的能源轉(zhuǎn)化效率(50%太陽光照下)和較長時間的穩(wěn)定性。盡管大量實驗研究揭示了有機分子太陽能光伏電池的各方面宏觀性質(zhì),如伏安特性、光譜、薄膜形態(tài)等,微觀尺度上有關(guān)有機分子界面結(jié)構(gòu)和能量轉(zhuǎn)化機制的圖像仍然欠缺。這阻礙了人們進(jìn)一步提高太陽能光伏電池性能。
中科院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室(籌)表面實驗室博士生焦揚、張帆、丁子敬和孟勝研究員等最近對基于有機分子的太陽能電池機理作了細(xì)致的理論和實驗研究。使用包含激發(fā)態(tài)信息的含時密度泛函理論模擬,他們發(fā)現(xiàn)在TiO2界面上分子的能級受界面化學(xué)鍵的振動所調(diào)制,從而直接影響激發(fā)態(tài)電子向半導(dǎo)體注入的動力學(xué)過程和效率【Phys.Chem.Chem.Phys.13,13196(2011)】。
接著,他們和清華大學(xué)任俊博士、哈佛大學(xué)E.Kaxiras教授合作,分析了有機太陽能的典型界面C60/CuPc的原子結(jié)構(gòu)和電子耦合。他們發(fā)現(xiàn),界面處不同的分子排列方式(水平或垂直)對太陽光吸收性能影響不大,但對于電子能級排布卻有重要作用。其中水平排列的C60/CuPc界面兩層的分子能級更為接近,比垂直排列界面提供高出0.3V左右的電壓。這對于提高太陽能轉(zhuǎn)化效率有著重要影響。結(jié)果發(fā)表在【NanoResearch5,248(2012)】。
中科院化學(xué)所在染料敏化太陽能電池研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展
染料敏化太陽電池因其材料來源廣泛、成本低廉、光電轉(zhuǎn)化效率高而受到廣泛關(guān)注。在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的支持下,化學(xué)所新材料實驗室相關(guān)研究人員在染料敏化太陽能電池相關(guān)研究方面取得了一系列進(jìn)展。
染料是染料敏化太陽電池中的關(guān)鍵組成成分。新材料實驗室研究人員通過材料結(jié)構(gòu)設(shè)計和合成,在聯(lián)吡啶釕染料(Inorg. Chimica. Acta., 2008, 361, 783-785;Chem. Commun., 2006, 2460-2462)、有機染料(Chem. Asian J.,2010, 5, 1911-1917;Dyes and Pigments, 2010, 87, 249-256;Chem. Commun., 2009, 2201-2203)以及無機量子點(Chem.Commun., 2011, 47, 6461-6463)等研究方面取得重要進(jìn)展。為解決電解質(zhì)的腐蝕性和液體泄漏對電池長期工作穩(wěn)定性的影響,他們在基于聚3-己基噻吩空穴傳輸材料的固態(tài)染料敏化太陽電池研究方面開展了研究。研究結(jié)果分別發(fā)表在Adv. Funct. Mater.,2009, 19, 2481-2485 和 Chem. Commun.,2011, 47, 6461-6463上,并應(yīng)染料敏化電池發(fā)明人M. Grätzel教授邀請,參加《《Dye Sensitized Solar Cells》》 的編寫工作(EPFL Press, ISBN 9-781-4398-0866-5)。
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