盖世汽车讯 作为传统无机太阳能电池的有前景替代品，有机太阳能电池（OSC）具有诸多优势，有望在实现绿色未来的进程中发挥重要作用。受益于其可调化学，研究人员可以精确调整或修改化学系统的特性，以实现期望结果。现在，日本研究人员对这些特性进行了调整，从而提升功率转换效率。据外媒报道，大阪大学（Osaka University）的研究人员开发出新型有机半导体，其能量转换效率高于公认的标准。

该研究中开发的有机半导体概览。（图片来源：大阪大学）

OSC重量轻且灵活，可以相对较低的成本进行大规模生产。因此，它们在农业光伏（其中大面积土地被用于种植农作物）等应用中前景广阔，以将太阳能转化为电能。通常情况下，OSC包含两种有机半导体，一种用于传输电荷载流子（即电子，受体），一种用于传输其他载流子（即空穴，供体）。当激子（电子和空穴的组合）分裂成这些载流子并产生电子-空穴对时，半导体中就会产生电流。激子紧密地结合在一起，但具有足够能量的阳光可以使它们解离，并产生电流。

研究人员Seihou Jinnai表示：“减少分解激子所需的能量（即激子结合能），可以更容易地将光转换为所需的电流。因此我们重点关注影响结合能的因素，其中之一是电子和空穴之间的距离，如果延长这个距离，那么结合能就会减少。”

单组分有机太阳能电池的量子效率和本体异质结有机太阳能电池的性能。（图片来源：大阪大学）

研究人员设计了一种具有侧单元的分子，可以分离分子中容纳电子和空穴的部分。这种合成分子作为受体，可与供体材料一起用于本体异质结OSC中。与公认标准相比，该系统表现出更高的功率转换效率。该分子还作为OSC单一组分进行了测试，并显示出更好的光到电流转换。

研究人员Yutaka Ie表示：“这种分子设计表明，受体分子中侧单元的性质是影响激子行为及其效率的关键。这一结果为了解通过调整化学机制来实现OSC应用提供了重要证明。 ”

这些研究结果表明合理设计有机半导体的潜力，并有望实现高性能OSC和和波长选择性透明OSC等新装置。全面改进性能还有望提升OSC在大在规模农业光伏应用中的潜力，从而提供绿色能源替代品。