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用半導體高分子挑戰(zhàn)“涂布型”太陽能電池(上)
日期:2014-06-13   [復制鏈接]
責任編輯:sara 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]

——涂布型有機太陽能電池使用的是什么樣的半導體高分子?性能如何?

尾坂:是在Naphtho-dithiophene與Naphtho-bis-thiadiazole組成的半導體高分子Naphtho-dithiophene中加入了兩個烷基的物質。加入烷基后,分子將“橫躺”在基板上,載流子遷移率約為0.1cm2/Vs。

與最近發(fā)表的有機半導體相比,載流子遷移率看上去比較低,但這是為了使分子的取向適合有機薄膜太陽能電池,犧牲了一些載流子遷移率。另外,如果不加入烷基,載流子遷移率約為0.5cm2/Vs。沒有烷基時,分子是豎立在基板上。我們可以通過調整烷基的有無,分別制作適合晶體管和適合太陽能電池的半導體高分子。

使用這種半導體高分子的有機薄膜太陽能電池的轉換效率方面,不加入烷基時為5%,而加入烷基后,效率一舉提高到了8.2%。這是2013年公開的數值,通過進一步優(yōu)化,這一數字現在已經提高到了9%以上。

——企業(yè)對此有何反響?

尾坂:我們接到了不少關于“能否觸摸”等咨詢。我們希望自己開發(fā)的有機薄膜太陽能電池得到廣泛采用,想要得到采用,就必須接受企業(yè)的測評,使任何企業(yè)在試用時都能獲得再現性強的出色性能。我們會做好準備,對外提供自己開發(fā)的材料的樣品。

——太陽能電池的主流是硅類,有機薄膜太陽能電池的用途有哪些?

尾坂:有機薄膜太陽能電池的特點是呈片狀,薄而且能彎曲。按照開發(fā)有機薄膜太陽能電池的企業(yè)的設想,這種電池將用于現有硅類太陽能電池難以實現的用途,例如設置在墻面和曲面上、做成透明狀與窗戶融為一體、與卷簾一體化等等。我們研發(fā)的有機薄膜太陽能電池也能用于這些用途。

——請介紹一下用于有機晶體管的半導體高分子的開發(fā)情況。

尾坂:現在,載流子遷移率超過1cm2/Vs的半導體高分子已經開始出現。與過去的10-3cm2/Vs左右相比,遷移率大大提高。我參與的日本科學技術振興機構(JST)的研究項目提出的目標,是要穩(wěn)定實現2~3cm2/Vs的載流子遷移率。該項目瞄準的方向是利用有機晶體管驅動有機EL,這需要2~3cm2/Vs的載流子遷移率。

即使材料的載流子遷移率高,受晶體管制造工藝的影響,制成的晶體管的載流子遷移率也會有所下降。因此,除了調整分子結構等材料方面的開發(fā)之外,改進半導體高分子膜與材料接觸的界面等努力同樣必不可少。


 
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來源:日經電子
 
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