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金奈米層運用電漿子效應提高太陽能電池光電轉化率
改寫自科學網
在太陽能的世界，有機光電太陽能電池具有廣泛的潛在應用，不過它們至今仍被認為是處於起步階段。這些用有機高分子或小分子作為半導體的碳基電池雖然比利用無機矽片製作的常規太陽能電池更薄且生產成本更低，但是它們將光能轉換成電能的效率卻並不理想。
然而，美國PhysOrg.com2011年8月17日報導，美國加州大學洛杉磯分校(UCLA, University of California, Los Angeles)的研究人員與來自中國和日本的同行通過將金奈米粒子用於有機光電太陽能電池，助其增強了光吸收的能力，極大地提高了電池的光電轉化率。
在新近出版的美國化學學會《ACS奈米》（ACS Nano）雜誌上，加州大學洛杉磯分校Henry Samueli工程和應用科學學院(Henry Samueli School of Engineering and Applied Science)材料學和工程教授楊陽（Yang Yang）領導的研究小組發表文章，介紹了他們如何將金奈米粒子層植入一個串聯的高分子太陽能電池(tandem polymer solar cell)的兩個光吸收區中，形成了特殊三明治結構的電池，從而收穫到更寬太陽光譜的光能。
研究人員發現，通過金奈米粒子層的相互連接，他們大幅度地提高了光電太陽能電池的光電轉化率。金奈米粒子藉由電漿子效應(plasmonic effect)，可在薄薄的有機光電層中產生強電磁場，其結果是將光能聚集使其更多地被電池中的光吸收區捕獲。
儘管將金屬奈米結構融入光電太陽能電池結構中存在著不少困難，但研究小組化解了這些難題，並首次宣佈成功地研製出電漿子增強高分子串聯太陽能電池 (plasmonic-enhanced polymer tandem solar cell)。楊陽表示，通過簡單地將金奈米粒子層植入電池兩個光吸收區中，他們便獲得了高效等離子高分子串聯太陽能電池。出現在連接層中間的電漿子效應能夠同時改善上、下兩層光吸收區的工作狀態，將串聯太陽能電池的轉化率從以前的5.22%提高到 6.24%，增比達20%。
實驗和理論結果都顯示，太陽能光電電池效率的提高得益于金奈米粒子近區的增強，也表明電漿子效應對未來高分子太陽能電池的開發具有極大的潛力。研究小組認為，夾層結構作為開放平臺能夠應用於多種高分子材料，為獲得高效多層串聯太陽能電池創造了機會。
領導該項研究的楊陽同時還是加州大學洛杉磯分校加利福尼亞奈米系統研究所奈米可再生能源中心(the Nano Renewable Energy Center at UCLA's California NanoSystems Institute)主任。參與該項目的研究人員還包括來自中國科學院半導體研究所半導體材料科學重點實驗室(the Key Lab of Semiconductor Materials Science at the Institute of Semiconductors at Beijing's Chinese Academy of Science)的Xing Wang Zhang和日本山形大學科學和工程研究所(the Graduate School of Science and Engineering at Japan's Yamagata University)的Ziruo Hong。（來源：科技日報 毛黎 張巍巍）
UCLA Newsroom原文報導
Nano Gold Rush: Researchers use tiny gold particles to boost organic solar cell efficiency
Plasmonic technique helps enhance power conversion by up to 20 percent.
By Jennifer Marcus
PhysOrg.com原文報導
Nano Gold Rush: Researchers use tiny gold particles to boost organic solar cell efficiency
Science Daily原文報導
Tiny Gold Particles Boost Organic Solar Cell Efficiency: Plasmonic Technique Helps Enhance Power Conversion by Up to 20 Percent
ACS Nano 原文論文
Plasmonic Polymer Tandem Solar Cell
ACS Nano, 2011, 5 (8), pp 6210–6217
DOI: 10.1021/nn202144b
Publication Date (Web): July 12, 2011
Copyright © 2011 American Chemical Society
Jun Yang†, Jingbi You†, Chun-Chao Chen†, Wan-Ching Hsu†, Hai-ren Tan‡, Xing Wang Zhang‡, Ziruo Hong§, and Yang Yang†*
Department of Materials Science and Engineering and California NanoSystems Institute, University of California Los Angeles, Los Angeles, California 90095, United States
Key Lab of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Science, Beijing, 100083, People’s Republic of China
Graduate School of Science and Enginnering, Yamagata University, Yonezawa, Yamagata, 9928510, Japan.
Yang yang 官方網站
http://www1.cnsi.ucla.edu/institution/personnel?personnel_id=124382
Yang Yang Laboratory
Research Group for Organic Electronic Materials & Devices
http://yylab.seas.ucla.edu/labmembers.aspx
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在太陽能的世界，有機光電太陽能電池具有廣泛的潛在應用，不過它們至今仍被認為是處於起步階段。這些用有機高分子或小分子作為半導體的碳基電池雖然比利用無機矽片製作的常規太陽能電池更薄且生產成本更低，但是它們將光能轉換成電能的效率卻並不理想。
然而，美國PhysOrg.com2011年8月17日報導，美國加州大學洛杉磯分校(UCLA, University of California, Los Angeles)的研究人員與來自中國和日本的同行通過將金奈米粒子用於有機光電太陽能電池，助其增強了光吸收的能力，極大地提高了電池的光電轉化率。
在新近出版的美國化學學會《ACS奈米》（ACS Nano）雜誌上，加州大學洛杉磯分校Henry Samueli工程和應用科學學院(Henry Samueli School of Engineering and Applied Science)材料學和工程教授楊陽（Yang Yang）領導的研究小組發表文章，介紹了他們如何將金奈米粒子層植入一個串聯的高分子太陽能電池(tandem polymer solar cell)的兩個光吸收區中，形成了特殊三明治結構的電池，從而收穫到更寬太陽光譜的光能。
研究人員發現，通過金奈米粒子層的相互連接，他們大幅度地提高了光電太陽能電池的光電轉化率。金奈米粒子藉由電漿子效應(plasmonic effect)，可在薄薄的有機光電層中產生強電磁場，其結果是將光能聚集使其更多地被電池中的光吸收區捕獲。
儘管將金屬奈米結構融入光電太陽能電池結構中存在著不少困難，但研究小組化解了這些難題，並首次宣佈成功地研製出電漿子增強高分子串聯太陽能電池 (plasmonic-enhanced polymer tandem solar cell)。楊陽表示，通過簡單地將金奈米粒子層植入電池兩個光吸收區中，他們便獲得了高效等離子高分子串聯太陽能電池。出現在連接層中間的電漿子效應能夠同時改善上、下兩層光吸收區的工作狀態，將串聯太陽能電池的轉化率從以前的5.22%提高到 6.24%，增比達20%。
實驗和理論結果都顯示，太陽能光電電池效率的提高得益于金奈米粒子近區的增強，也表明電漿子效應對未來高分子太陽能電池的開發具有極大的潛力。研究小組認為，夾層結構作為開放平臺能夠應用於多種高分子材料，為獲得高效多層串聯太陽能電池創造了機會。
領導該項研究的楊陽同時還是加州大學洛杉磯分校加利福尼亞奈米系統研究所奈米可再生能源中心(the Nano Renewable Energy Center at UCLA's California NanoSystems Institute)主任。參與該項目的研究人員還包括來自中國科學院半導體研究所半導體材料科學重點實驗室(the Key Lab of Semiconductor Materials Science at the Institute of Semiconductors at Beijing's Chinese Academy of Science)的Xing Wang Zhang和日本山形大學科學和工程研究所(the Graduate School of Science and Engineering at Japan's Yamagata University)的Ziruo Hong。（來源：科技日報 毛黎 張巍巍）
UCLA Newsroom原文報導
Nano Gold Rush: Researchers use tiny gold particles to boost organic solar cell efficiency
Plasmonic technique helps enhance power conversion by up to 20 percent.
By Jennifer Marcus
PhysOrg.com原文報導
Nano Gold Rush: Researchers use tiny gold particles to boost organic solar cell efficiency
Science Daily原文報導
Tiny Gold Particles Boost Organic Solar Cell Efficiency: Plasmonic Technique Helps Enhance Power Conversion by Up to 20 Percent
ACS Nano 原文論文
Plasmonic Polymer Tandem Solar Cell
ACS Nano, 2011, 5 (8), pp 6210–6217
DOI: 10.1021/nn202144b
Publication Date (Web): July 12, 2011
Copyright © 2011 American Chemical Society
Jun Yang†, Jingbi You†, Chun-Chao Chen†, Wan-Ching Hsu†, Hai-ren Tan‡, Xing Wang Zhang‡, Ziruo Hong§, and Yang Yang†*
Department of Materials Science and Engineering and California NanoSystems Institute, University of California Los Angeles, Los Angeles, California 90095, United States
Key Lab of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Science, Beijing, 100083, People’s Republic of China
Graduate School of Science and Enginnering, Yamagata University, Yonezawa, Yamagata, 9928510, Japan.
Yang yang 官方網站
http://www1.cnsi.ucla.edu/institution/personnel?personnel_id=124382
Yang Yang Laboratory
Research Group for Organic Electronic Materials & Devices
http://yylab.seas.ucla.edu/labmembers.aspx
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