独特的无机-有机杂化太阳能电池



科研人员成功制备出了CdS/P3HT [聚(3-己基噻吩)]薄膜太阳能电池。

福岛核危机的爆发,引起了人们对能源安全性的忧虑。太阳能电池直接将太阳辐射转换成电能,满足了人类对无污染可再生能源的要求。传统的无机太阳能电池价格昂贵,有机太阳能电池光电转换效率低。而杂化太阳能电池却同时克服了上述问题,因而备受人们青睐。

杂化太阳能电池的关键在于制备纳米粒子/聚合物薄膜,并且能够在纳米粒子/聚合物界面获得较高的电荷分离产率和有效的电荷传输,这就要求纳米粒子首先必须进行配体交换。可是,该过程降低了纳米粒子的溶解度,使薄膜质量变差、光电流减小,电池性能也随之削弱。人们研究了许多方法,诸如使用短链共轭配体以及分子偶极子等以克服上述问题。

最近,帝国理工学院(Imperial College London)的Haque等人利用固态聚合物薄膜中金属黄原酸盐(metal xanthate)前体络合物的原位可控热分解,成功地制备出了CdS/P3HT [聚(3-己基噻吩)]薄膜,并对其进行了表征。此外,他们还系统研究了热退火温度对CdS/P3HT薄膜光子物理学、纳米形态学以及电池性能的影响。该方法制备简单,可用于设计一系列金属硫化物纳米粒子/聚合物薄膜。

S. Dowland et al., Adv. Mater. 2011; DOI: 10.1002/adma.201100625.