在光伏电池中找出布基球

与目前使用的以半导体为基础的光伏电池相比，以聚合物为基础的光伏电池具有一些真正的优势。它们容易制造并且材料便宜。所面临的挑战是要弄清楚如何制出高效的电池同时又保持低制造成本。

一种方法使用了光吸收聚合物和碳六十富勒烯分子的一种衍生物，即通常所说的布基球。为了获得最高的效率，这两种材料必须出现在相反电极附近的薄层中。 但是大多数分析方法并不能很好地区分聚合物和布基球，因而不能很好地表征塑料太阳能电池薄膜。

在《化学物理学报》上报道的一项新研究描述了一种通过分析中子反射在复合材料内查找布基球的技术。

“中子散射不是一项新技术，但它尚未在这类材料中得到广泛应用，” 国家标准与技术研究所的研究者Brian Kirby说。“通过这篇文章，我们为希望利用中子来研究聚合物光伏电池的研究者们提供一本说明书。”

他指出虽然中子散射需要反应堆或粒子加速器 - 并非典型的实验室设备 –但散射设施对工业界和学术界的广大用户却是现成的。

因为聚合物和布基球主要由碳原子组成并且它们的位置必须界定在几个纳米内，通常的技术并不能提供足够高的分辨率来描述布基球的位置。因此，大多有机太阳能电池的研究一直是一个反复修正的过程。中子与聚合物的相互作用恰好和中子与布基球衍生物的相互作用非常不同，导致鲜明的对比。

“我们的目标是针对光伏器件作更有效的研究，”特拉华大学的研究者Jon Kiel说。“利用该项技术，我们已经证实了粒子不是以理想的方式分布的， 并且揭示了如何评测它们在新材料中的分布。”

EurekAlert!