的概念,光吸收性能比较“实”,比较直观,直接测试材料的光吸收光谱就能够得到。
实际上,光吸收性能主要决定了器件光电转换效率的上限,根据肖克利·奎伊瑟效率极限理论,无机体系的单结太阳能电池,当光电材料的禁带宽度大约为12-14电子伏特时,光电转换效率最高,上限大约为33,此时,电池器件可以吸收波长小于1000纳米的光,覆盖了大半的太阳光谱。
而有机光电材料由于激子吸收的特性,材料的光吸收性能随光波长的变化曲线为峰状曲线,存在主要光吸收范围。
比如,禁带宽度约16电子伏特的有机聚合物给体pce10材料,主要光吸收范围大约是550-750纳米,对小于550纳米的光,吸收能力就比较弱,也因此它是偏蓝紫色的。
再比如,非富勒烯受体pdi材料,禁带宽度约21电子伏特,主要光吸收范围大约是400-600纳米,几乎不吸收红橙光,所以就是红橙色的。
在不考虑其他因素时,对于16电子伏特的光电材料,假如是无机材料,主要光吸收范围为小于750纳米,效率理论极限为30左右;
假如是有机材料,如果是光吸收互补的体系,比如主要光吸收范围在300-750纳米,效率上限可能轻微下降,保持在28左右;
但如果光吸收不互补,主要光吸收范围在500-750纳米的话,效率的上限还会进一步下降到25。
当然,这里的28、25只是举例,套用不同的理论模型,计算出来的结果也不同。
不管怎么说,对于目前效率还只有4、5这种
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