有机太阳能电池的研究已经进行了很长时间。最近对其分子结构的理解取得了进展，为高效太阳能电池的开发铺平了道路。

“通过使用原子力显微镜-红外光谱法 (AFM-IR)，我们能够创建更清晰的材料形态或结构图像，”物理化学博士后、最近在ACS 应用聚合物材料上发表的一篇文章的主要作者 Ishita Jalan 说道。这种结构及其控制方式决定了太阳能电池的效果。

制造成本低廉的高效太阳能电池

这些实验是有机太阳能电池研究的一部分。其理念是通过将分子混合在溶剂中，铺成薄层，然后晾干，从而制造出可以传导电流的材料。需要两种不同的分子——捐赠电子的分子和接受电子的分子。

在实验中，研究人员将溶液涂在一块小玻璃板上，然后研究干燥过程以及溶剂蒸发时聚合物薄膜的形成。这为如何控制太阳能电池活性层的结构和特性以实现最高能源效率提供了信息。

Jalan 说：“共轭聚合物属于一类有机半导体，广泛应用于光电应用，例如有机太阳能电池和有机发光二极管。”

两种或多种共轭聚合物或小分子的薄液膜由溶液涂覆在基底上。在干燥过程中，溶液发生相分离，形成由供体富集相和受体富集相组成的网络结构。这些相的组成和相互连接对能源效率起着至关重要的作用。

高效环保的太阳能电池是消除对化石燃料依赖的解决方案的一部分。目前，太阳能仅占全球人类能源消耗的一小部分。

然而，如果我们能将一小时内到达地球的所有太阳能转化为电能，那么它将覆盖整个地球大约一年的能源消耗。为了取代其他能源，我们需要高效、环保且制造成本低廉的太阳能电池。

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