近日，來自美國北卡羅來納州立大學和中國科學院的科學家組成聯合研究團隊設計出一種可以使太陽能電池發電效率提高30%的方法。同時，這種方法還具有簡便、廉價等特點。相關研究日前發表于《先進材料》。
從廣義上來說，高分子聚合物太陽能電池主要由兩種材料組成—電子受體材料和電子供體材料。電池在吸收光能后，會產生被稱為“激子”的能量粒子。為了提高電池的發電效率，激子在電子受體材料和供體材料之間運動時需要保持盡可能多的能量。
此前有研究發現，調整電子供體最高已占軌道（HOMO）和高分子聚合物中最低未占軌道（LUMO）之間的差距，可以減少激子在運動過程中的能量損耗，進而提高太陽能電池的性能。實現這一過程的傳統方法是在高分子聚合物分子主鏈中添加氟原子。不過，這種方法存在步驟復雜、難度大且成本高昂等缺點。
中國科學院化學家侯建輝（音）利用市面上常見的兩種單體和一種較易合成的單體，制造出了一種名為PBT-OP的新型高分子聚合物。此后，美國北卡羅來納州立大學的物理學博士后馬偉（音），同時也是該項研究的通訊作者對這種物質進行了X光結構分析等研究。
研究發現，PBT-OP不僅比其他高分子聚合物更容易合成，而且其HOMO更容易控制。用PBT-OP制造的太陽能電池電壓可達到0.78V，比太陽能電池高出0.6V。這也就意味著，新型太陽能電池的發電效率提高了36%
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