新型等离子聚合物太阳能电池的效率达到创纪录的8.92％

由蔚山国立科学技术研究院的研究人员设计的一种新型聚合物太阳能电池，在利用金属纳米粒子的任何等离子PSC中，都获得了最高效率的记录。新的记录与研究人员认为将使该技术突破商业市场的10％转换效率水平相差不远。

图片来源：UNIST

对于某些背景：聚合物太阳能电池（PSC）是一种薄膜太阳能电池，是由通过光伏效应产生电的聚合物制成的。截至目前，太阳能市场已由硅太阳能电池主导。但是还有其他类型的太阳能电池，其中一些具有比硅类型明显的优势，例如PSC。PSC重量轻，制造相对便宜，在分子水平上具有可定制性，并且据称与硅太阳能电池相比，它们对环境的负面影响要小（与发电竞争对手相比，对环境的影响最小）。

但是，显然它们的商业化仍然存在障碍，其主要原因是它们的功率转换效率仍然太低。但是，该技术的优势非常明显，以至于花费了大量时间和研究来解决相对较低的效率，从而创造了新的记录。蔚山国立科学技术研究院（UNIST）的新闻稿详细介绍了新的太阳能电池设计：

为了使PCE最大化，必须使用厚的体异质结（BHJ）膜来增加有源层中的光吸收。然而，有源层的厚度受到BHJ材料的低载流子迁移率的限制。因此，有必要找到在使活性层的光吸收能力最大化的同时最小化BHJ膜厚度的方法。

该研究小组通过多位置二氧化硅涂层的银纳米颗粒（Ag @ SiO2）来利用表面等离子体共振（SPR）效应来增加光吸收。Ag @ SiO2中的二氧化硅壳通过在环境条件下防止Ag核的氧化来保留Ag NP的SPR效应，并且通过避免Ag核与活性层之间的直接接触而消除了对激子猝灭的担忧。多位置性质是指将Ag @ SiO2 NPs引入聚合物中的ITO / PEDOT：PSS（I型）和PEDOT：PSS /活性层（II型）界面的能力：基于富勒烯的BHJ PSCs由于硅胶壳。

韩国蔚山国立科学技术学院（UNIST）绿色能源跨学科学院的副教授Jin Young Kim和Soojin Park主持了这项工作。

UNIST绿色能源跨学科学院副教授Jin Young Kim教授说：“这是第一个在空穴传输层和有源层之间引入金属NP以增强器件性能的报告。我们的表面等离振子共振（SPR）材料具有多位置和可溶液处理的特性，可通过大量生产技术将各种金属纳米颗粒引入不同的空间位置，从而为高性能光电器件提供利用多种等离激元效应的可能性。

朴秀珍教授补充说：“我们的工作对于开发新型金属纳米颗粒具有重要意义，通过使用这些材料，其效率几乎达到10％。如果我们继续专注于优化这项工作，PSC的商业化将是一个实现，而不是梦想。”