维度网讯,立陶宛考纳斯理工大学(Kaunas University of Technology)的研究团队合成了一种新型有机半导体材料,专门用于捕获室内环境中的弱光,使得钙钛矿太阳能电池在1000勒克斯(lux)的3000K LED照明下实现了37.0%的功率转换效率。这项成果旨在解决物联网设备日益增长的分布式能源需求,相关研究由材料化学组高级研究员Asta Dabulienė博士主导。

办公室窗外的直射阳光与室内LED灯的光线每天都弥漫在生活空间中,但大部分能量通常未被利用。传统的室外太阳能电池专为强直射光设计,在室内昏暗、漫射条件下性能不佳。随着物联网(IoT)设备,如智能传感器、可穿戴设备和联网电器的快速扩张,市场对紧凑型、自给式能源的需求日益增长,而室内光伏技术被认为能有效填补这一空白。
Dabulienė博士合成了一系列噻唑[5,4-d]噻唑衍生物(thiazol[5,4-d]thiazole derivatives),专门用作钙钛矿太阳能电池中的空穴传输层。这类材料旨在精确移动正电荷载流子(空穴),同时阻止电子反向移动,以解决电荷过早复合导致的能量损失问题。Dabulienė博士表示,理想的空穴传输半导体需具备高空穴迁移率,并与相邻层实现良好的能级对齐,新化合物正是为此而设计的。
台湾明志科技大学(Ming Chi University of Technology)的研究人员利用Dabulienė博士提供的一种含有三苯胺供体片段的噻唑[5,4-d]噻唑衍生物,制造了针对室内应用优化的钙钛矿太阳能电池。在光线充足的室内工况下,该电池实现了37.0%的效率。沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学(King Abdullah University of Science and Technology)的科学家则独立完成了化合物的理论建模工作。
这一成果需要跨越立陶宛的材料合成、沙特的理论建模以及台湾的器件制造与测试三方协作。考纳斯理工大学材料化学组内部成员来自多个国家,团队负责人Gražulevičius教授认为,不同的文化视角有助于产生新想法并扩展团队的技能范围。该团队在2024年已获得四个欧洲地平线计划项目,并收到来自英国和德国同行的合作邀请。










