钜大LARGE | 点击量:1370次 | 2021年07月23日
太阳能储能聚合物锂离子电池工作原理有什么?
太阳能储能聚合物锂离子电池的工作原理,当具有适宜能量的光子通过ITO玻璃照射到光敏活性层上时,光敏活性层上的给体或受体材料吸收光子出现激子,然后激子扩散到给体/受体界面并且在那里发生电荷分离,进而在给体上出现空穴和在受体上出现电子,然后空穴沿给体传递到阳极并被阳极收集,电子沿受体传递到阴极并被阴极收集,最终出现光电流和光电压。
基于给体/受体方式的太阳能聚合物电池的光伏效应示意图
给体和受体材料的吸光性能、给体的空穴迁移率,受体的电子迁移率,以及其最高占有轨道(HOMO)和最低空轨道(LLUMO)能级的位置对有机光伏器件的性能有着很紧要的影响。有关电子能级而言,给体材料应当具有比较高的LUMO和HOMO能级,而受体材料却应当具有较低的LUMO和HOMO能级,这样才能保证在给体/受体界面上、给体中激子在LUMO能级上的电子可以自发地传递到受体的LUMO能级上,受体中激子在HOMO能级上的空穴可以自发地传递到给体的HOMo能级上,从而实现电荷的分离。
简而言之,聚合物太阳能电池的光电转换可以简化为以下4个过程:
太阳能聚合物电池的工作机理图
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
(1)给体受到光激发出现激子,
(2)激子扩散到D/A界面
(3)激子在D/A界面分离形成一个电子-空穴对
(4)自由载流子在外部电极运输和收集。
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