2008年2月25日
据估计，如果能有效地收集太阳能，照射在加州莫哈韦沙漠9%的太阳能就能满足美国所有的电力需求。不幸的是，目前的太阳能电池技术过于昂贵和低效，无法进行大规模的商业应用。
一个团队的西北大学研究人员开发了一种新的阳极涂层策略，可以显著提高太阳能能量转换的效率。一篇关于这项工作的论文本周发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)的在线版上，该论文的重点是在大块异质结有机太阳能电池中“工程”有机材料-电极界面。亚博老虎机网登录
在太阳能转换方面的这一突破有望使全世界的研究人员和开发人员更接近生产更便宜、更易于制造和更容易实现的太阳能电池的目标。这种技术将极大地减少我们对发电燃烧化石燃料的依赖，并减少燃烧产物:二氧化碳，一种全球变暖的温室气体。
Tobin J. Marks，温伯格艺术与科学学院的Vladimir N. Ipatieff化学研究教授和材料科学与工程教授，以及Robert Chang, McCormick工程与应用科学学院的材料科学与工程教授，领亚博老虎机网登录导了这个研究小组。亚博网站下载西北大学团队的其他成员包括研究员布鲁斯·布赫霍尔茨(Bruce Buchholz)、研究生迈克尔·d·欧文(Michael D. Irwin)和亚历山大·w·海恩斯(Alexander W. Hains)。
在即将出现的新的太阳能转换技术中，由类似塑料的有机材料制成的太阳能电池很有吸引力，因为它们可以通过类似印刷报纸(卷对卷加工)的过程廉价而快速地打印出来。亚博网站下载
迄今为止，最成功的塑料光伏电池被称为“体积异质结电池”。这个细胞利用一层组成的一种半导体聚合物的混合物(电子供体)和富勒烯(一个电子受体)夹在两个电极之间——一个透明导电电极(阳极,这通常是一个tin-doped氧化铟)和一个金属(负极),如铝。
当光穿过透明的导电电极并撞击到吸收光的聚合物层时，由于形成电子对和空穴，分别分离并移动到阴极和阳极，电流就会流动。这些运动电荷产生的电流(光电流)细胞和收集的两个电极,假设每种类型的电荷可以遍历polymer-fullerene活跃层之间的接口和正确的电极带走,一个重大的挑战。
西北大学的研究人员采用了一种激光沉积技术，在阳极上覆盖一层非常薄(5到10纳米厚)和光滑的氧化镍层。这种材料是一种极好的导体，可以从受辐射的电池中提取出空穴，但同样重要的是，它还是一种有效的“阻滞剂”，可以防止误入歧途的电子误入“错误的”电极(阳极)，从而降低电池的能量转换效率。
与早期阳极涂层方法相比，西北氧化镍涂层价格便宜，电均匀和无腐蚀性。在模型体积异质结电池的情况下，西北大学的团队已经提高了大约40%的电池电压和功率转换效率从大约3%到4%到5.2%到5.6%。
研究人员目前正在进一步调整阳极涂层技术，以提高空穴提取和电子阻塞效率，并在柔性基片上进行规模化生产实验。