可印刷太阳能电池通过新的设计原理更近一步

研究人员发现了为什么新型太阳能材料如此擅长收集光–并提供了使它们变得更好的设计规则。

这为设计可用于建筑和服装的柔性太阳能电池提供了机会。

传统的太阳能电池板是由坚硬的硅基材料制成的，这种材料高效但相对昂贵且适应性不强。取而代之的是，新的“有机”太阳能电池具有更大的灵活性-既可以通过调整化学成分来定制它们，也可以在物理上进行弯曲。

有机太阳能材料也可以作为墨水生产，这意味着基于这些材料的设备可以通过喷涂或印刷廉价地大量生产。

但是，有机太阳能电池目前在将光能转换成电能方面不如普通的硅太阳能电池有效。科学家们最近在新型有机材料方面取得了进展，但他们并不确切知道新材料如何达到这些效率水平，从而阻止了它们变得更好。

现在，在本周发表在《自然材料》上的新研究中，包括伦敦帝国理工学院在内的大型国际团队的研究人员已经确定了新材料的工作原理，以及如何进一步改进它们。

效率不明

帝国理工大学化学系的Artem Bakulin博士说：“有机太阳能电池的轻巧灵活特性意味着它们可以模制成我们想要的任何形状。有机太阳能电池集成到建筑物中的潜力很大。以及车辆，甚至可以整合到我们所穿的织物中。便宜，轻巧的太阳能电池板也可以在没有电源的情况下轻松地运输和安装在世界各地。”

研究人员知道，有机材料中存在大量能量损失，这意味着它们无法有效地将太阳能转化为电能。

这是因为一部分来自光粒子(光子)的能量必须用于“电荷分离”，以帮助光子产生的电荷(所谓的“电子”和“空穴”)彼此远离，因此它们以后可以产生电流。