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云南大学国家光电子能源材料国际联合研究中心研究取得新进展

2021-04-01  

近日,云南大学国家光电子能源材料国际联合研究中心杨宇教授的硅基纳米光电材料团队与吕正红院士的有机光电器件团队联合攻关,以云南大学为第一通讯单位,在Nano Energy (影响因子IF=16.6) 上发表了题为 “Colorful conducting polymers for vivid solar panels” 的研究成果(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105937)。研究工作发表后,得到国内外同行的关注和高度评价。针对该研究Materials Today期刊给出了题目为“Colourful solar panels could be on the way”的专题报道。报道中特别指出,中国科学家将硅和有机聚合物用于光伏器件研发(原文:Chinese scientists demonstrate tunable polymers for use in photovoltaics),已找到了使太阳能电池面板更加美观和引人注目的方法(原文:Chinese researchers have found a way to make PV systems more eye-catching.)。(专题报道的相关链接为:https://www.materialstoday.com/energy/news/colourful-solar-panels-could-be-on-the-way/)。

硅太阳能电池是将太阳能转换为电能的器件,已广泛应用在光伏技术和太阳能建筑屋顶等领域。但大多数的硅太阳能电池面板颜色暗淡,建筑师们普遍认为传统的光伏面板太过“丑陋”不符合未来可与城市建筑集成所需的美观设计理念。因此,开发可适用于住宅建筑和其他对美学要求较高装饰性的彩色硅基太阳能电池,对光伏市场极具极大的吸引力。 针对这一问题,杨宇教授团队在硅上设计并改性PEDOT:PSS薄膜的光电性能,制备以硅/有机异质结为基础的彩色Si/ PEDOT:PSS太阳能电池。随着太阳能电池的颜色从暖色调到冷色调的变化,器件呈现出11%(粉色)到13%(蓝紫色)等不同的光电转化效率。

发表论文配图4 a)实验制成的彩色PEDOT:PSS/Si太阳能电池的照片;(b) CIE 1931色度空间中器件颜色的色坐标;(c) 装饰有彩色太阳能电池云南大学钟楼(软件模拟)

这种彩色太阳能电池的制备方法与其它已报道太阳能电池不同,不需要复杂的工艺方法或额外的功能层即可实现多种颜色,可以与成熟的硅集成工艺相结合,为开发低成本、高效率、满足美学设计需求的多彩太阳能电池提供了新的途径。

论文第一作者为物理与天文学院博士生于雷鸣,杨宇教授和吕正红院士为该论文的共同通讯作者。该项目得到云南大学服务云南省行动计划 (No2016MS15)、云岭学者基金 (NoKC194317)和国家自然科学基金 (No11774304)等项目经费的资助。

供稿:材料与能源学院

编辑:王崴

责任编辑:李哲


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