如果在生产过程中添加额外的溶剂，则塑料太阳能电池的效率可以增加一倍或三倍，这与烘焙粉在面团混合物中的作用相当。在过去十年中，究竟如何运作尚不清楚。但现在，埃因霍温科技大学(TU / e)的研究人员在Nature Communications的一篇出版物中提出了答案。这种新的理解现在将使塑料太阳能电池得以集中开发。
塑料太阳能电池，也称为有机太阳能电池，使用聚合物代替通常的硅，将来自太阳光的能量转换成电能。使用塑料作为基本材料降低了这些太阳能电池的成本和重量，并使它们具有灵活性。但它们的效率约为10%仍然低于商业硅太阳能电池的效率，其效率达到15%至20%。
机会发现
大约十年前，通过在生产过程中添加额外的溶剂(“共溶剂”)，偶然发现塑料太阳能电池的效率提高了两到三倍。“这些共溶剂现在用于所有塑料太阳能电池，”TU / e教授RenéJanssen说。“但没有人确切知道他们为什么会对效率产生如此有利的影响。”
形态学
众所周知，与太阳能电池的“形态”有关，换句话说，电池中两个混合塑料元件的精确结构，电子在阳光的影响下在这两个元件之间移动。这些组分 - 它们都是有机材料 - 在生产过程中溶解，然后蒸发和硬化。在蒸发之前，总是将神秘的共溶剂加入溶剂中。
液滴大小
由RenéJanssen领导的埃因霍温研究人员使用光学技术的组合来找到明确的解释。他们说，如果他们没有添加助溶剂，他们发现在塑料混合物硬化过程中形成了大水滴。这些对电子传输有不利影响 - 并且因此影响太阳能电池的效率。“添加到溶液中的共溶剂越多，气泡就越小，直到达到特定含量时它们完全消失，”Janssen说。
'折叠'和蒸发
他们也找到了原因。“在硬化过程中会产生两种效应，”Janssen说。“一方面，溶液蒸发，以及聚合物呈现'折叠'结构。我们看到共溶剂使这种”折叠“过程在更早的阶段开始，这意味着气泡最终没有更长时间形成。“ 以这种方式，共溶剂起到一种“发酵粉”的作用：它改善了混合物的结构，但是这种试剂本身是不够的。
更加有效
研究人员希望他们的研究结果能够使塑料太阳能电池的开发更加有效。“到目前为止，这主要是一个反复试验的问题，”詹森说。“但现在我们可以更准确地预测什么是可行的，什么不是。
