世紀新能源網訊，澳大利亞悉尼大學聯(lián)合德國亥姆霍茲材料和能源中心研究人員利用光化學上變頻（photochemical upconversion）技術改善氫化非晶硅薄膜太陽電池的捕光效率。單閾值太陽電池具有根本上的局限性，因其只能利用超過一定能量的光子。收集低于閾值的光子，重新輻射以形成較短的波長，可以提高這些設備的效率。研究人員利用基于有機分子的敏化三重態(tài)-三重態(tài)湮沒的背部上變頻器，采用非相干光化學工藝將600-750 nm范圍的低能量光轉換為550-600 nm的光。在輻照相當于（48±3）倍太陽光（AM 1.5）條件下，測量的720 nm處峰值效率增幅為（1.0±0.2）%。相關研究成果發(fā)表在《Energy & Environmental Science》上。

普林斯頓大學研究人員模仿天然葉片，在聚合物光伏材料表面形成細紋和褶皺，擴大了光伏器件的捕光效率，在近紅外線區(qū)域聚合物光伏的外量子效率提升了600%以上，將可利用光譜波長范圍擴大了200 nm。研究人員仔細加工了一層液體感光膠粘劑，采用紫外線進行固化。通過控制不同部分膠粘劑的固化速度，將應力引入聚合物材料中，在表面生成波紋，較淺的為細紋，較深的是褶皺。表面兼有細紋和褶皺，會產生最好的效果。電池板表面的褶皺會引導光波穿過材料，方式上很像河槽疏導水流穿過農田，如此使光線進入光伏材料內部能停留較長的時間，從而更多地吸光和發(fā)電。相關研究成果發(fā)表在《Nature Photonics》上。

美國、韓國和德國研究人員合作研究了目前性能最佳的有機光伏材料之一——聚咔唑共軛聚合物分子PCDTBT的結構特征，利用布魯克海文國家實驗室國家同步輻射光源（NSLS）的高分辨率X射線散射技術把PCDTBT薄膜暴露于高強度X射線束下，揭示了高溫下形成的晶狀相（crystalline-like phase），表明這種結構包含共軛主鏈對（conjugated backbone pairs）層，這種模式顯著不同于單主鏈結構。經過分析這些散射模式，研究人員發(fā)現了波動性，沿著這些聚合物主鏈，也發(fā)現了鄰近主鏈中的波動如何相互轉移。研究人員進行分子模型模擬，能夠預測哪種聚合物主鏈配置最穩(wěn)定。在共軛聚合物中，主鏈提供導電路徑，而烷基側鏈類似簡單的油，提供加工所需的溶解度。雖然很必要，但是這些側鏈會干擾聚合物的電氣性能。而PCDTBT的主要成分是主鏈，只有很少的烷基材料。類似油和水，這種聚合物共軛主鏈對會發(fā)生相分離，離開它們的烷基側鏈，產生雙層結構，正是這種結構特征帶來了材料的優(yōu)良電氣性能，這種認識可以指導設計新的有機太陽能材料。相關研究成果發(fā)表在《Nature Communications》上。