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有機(jī)太陽(yáng)能電池通常由兩種材料制成：供體和受體，這有助于有效的電荷分離。對(duì)于受體，最常用的分子是藍(lán)色吸附性富勒烯中的一個(gè)。這使得供體材料的吸收光譜可以覆蓋盡可能多的太陽(yáng)光光譜。但大多數(shù)有機(jī)半導(dǎo)體只有一個(gè)小的光學(xué)帶寬。因此，基于這種材料的太陽(yáng)能電池只捕捉到太陽(yáng)光譜的一小部分。
這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)適當(dāng)?shù)亩询B或串聯(lián)組態(tài)來(lái)克服，調(diào)整一些有機(jī)材料，使得各自吸收光譜的單獨(dú)一部分，從而增加了整個(gè)裝置的效率。使用高頻帶間隙的半導(dǎo)體材料吸收短波輻射，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的部分傳送到后續(xù)的半導(dǎo)體。
在這種背景下，研究人員對(duì)多結(jié)太陽(yáng)能電池的發(fā)展寄予厚望，希望能大幅度超越單結(jié)有機(jī)光伏電池的性能。
從理論上講，隨著結(jié)的數(shù)目無(wú)限增加，太陽(yáng)能電池可以得到的最大功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）為高度集中陽(yáng)光的近87%。我們面臨的挑戰(zhàn)是開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)大范圍帶隙和以高結(jié)晶質(zhì)量增長(zhǎng)的半導(dǎo)體材料系統(tǒng)。
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