在聚合物太陽(yáng)能電池中控制受體層和供體層之間或者太陽(yáng)能電池域之間的混合，可以提高電池效率。這一結(jié)果是由來(lái)自北卡州立大學(xué)的物理學(xué)家組成的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的，他們的發(fā)現(xiàn)闡明了這些太陽(yáng)能電池的內(nèi)部工作方式，并且可以引領(lǐng)未來(lái)效率的提高。

聚合物太陽(yáng)能電池包括兩層域，一般稱作受體層和供體層。由太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的能量粒子--激子，為了能被用作能量源，必須能快速移動(dòng)到受體和供體域的界面?？蒲腥藛T認(rèn)為，盡可能保持供體和受體層的純凈，是確保激子能夠暢通無(wú)阻移動(dòng)的最好方式，這樣可以使太陽(yáng)能電池捕獲最多數(shù)目的能量。

北卡州立大學(xué)的物理學(xué)家Harald Ade和他的小組聯(lián)合英國(guó)，澳大利亞和中國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)，共同檢驗(yàn)其物理結(jié)構(gòu)，并且改善聚合物太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)。發(fā)表在Advanced Energy Materials 和Advanced Materials的兩篇獨(dú)立論文中，科研人員展示了兩種域的一定混合可能不是一件壞事。實(shí)際上，如果這種混合域的形態(tài)或結(jié)構(gòu)很小，太陽(yáng)能電池仍然是相當(dāng)有效率的。

Ade說(shuō)，“我們之前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些太陽(yáng)能電池中的域并不純凈。所以我們就去觀察添加劑是怎么樣影響這些電池生產(chǎn)的。當(dāng)你生產(chǎn)電池的時(shí)候，溶劑和添加劑的相對(duì)蒸發(fā)率決定了活性層的形成，以及供體層和受體層的混合。理想來(lái)說(shuō)，你想要溶劑蒸發(fā)得足夠慢，以使材料有時(shí)間去分離--否則層就亂了，并且降低了電池效率。我們利用了一種可以減緩蒸發(fā)的添加劑。這就控制了混合和活性層的域尺寸，并且混合的部分很小。”

“那些混合層的效率是卓越的，這也可以讓我們進(jìn)行推測(cè)：只要域很小，供體和受體一定的混合并不是一個(gè)問(wèn)題。”

“我們正在尋找最佳混合點(diǎn)，按照我們用來(lái)生產(chǎn)聚合物太陽(yáng)能電池的溶劑和添加劑，按照域的物理混合，以及怎樣可以影響效率。”Ade補(bǔ)充到。

該研究項(xiàng)目由美國(guó)能源部資助。Ade是發(fā)表在Advanced Energy Materials上的論文的通訊作者，其他作者還包括博士后Brian Collins， John Tumbleston和研究生Eliot Gann。劍橋大學(xué)的李哲（音譯）博士和澳大利亞莫納什大學(xué)的Christopher McNeill也同樣做出了貢獻(xiàn)。Ade也是發(fā)表在Advanced Materials上的論文的作者，其他合作作者還包括Ade的博士后馬偉（音譯），北京中科院的侯建輝教授。

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