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富勒烯器件既可作为太阳能电池又可作为电流逆变器

来源:IEEE电气电子工程师学会 添加时间:2017-09-04 20:07


近日,一个国际研究小组开发了一个光伏电池的基于磁性电极和C60富勒烯-有时被称巴基球-这使得他们的设备光伏效率的比使用普通光伏材料和结构增加了14%以上。
 
在《科学》杂志上所描述的研究中, 来自中国、德国和西班牙的科学家们采取了自旋阀--基于巨磁电阻的装置, 用于磁记忆和传感器--并将它们与光伏材料结合在一起。结果为太阳能电池将光能转换为电能提供了一种新的途径。
 
"该设备仅仅是一个光伏电池," Luis Hueso教授,西班牙纳米集团的研究人员和负责人在接受 IEEE Spectrum的电子邮件采访时表示。"然而, 我们使用的磁性电极 (钴和镍铁), 而不是通常用于有机光伏的标准的铟锡氧化物 (ITO) 和铝。磁性电极为电子提供了一定方向的自旋, 产生了所谓的自旋极化电流。他说, 与使用普通电极相比, 使用这些电极的光伏效率提高了14%。
 
为了达到这些结果, 研究人员需要该装置具有光伏效应和自旋传输效应。也就是说, 电子保持他们的旋转方向, 在他们越过设备时。Hueso 补充说: "以前这两种效果在同一设备中没有被观察到, 只是分开了。
 
这些同步光伏和自旋极化效应的副产品之一是, 它们所开发的器件具有作为逆变器的附加功能, 用于将太阳能电池产生的直流电流转换成交流电 (AC)。
 
Hueso 解释说, 当前的反转是由外部磁场创造的。随着磁场的变化, 电流的变化方向。这项工作的原因是, 设备内的电流有两个来源: 一个是由光产生的电流, 另一个是来自磁电极的电流。
 
光产生的电流可以通过光照射量来改变。来自电极的电流可以由磁场改变。平衡两个贡献意味着总电流的流动方向可以被修改。
 
该装置功能的关键是 C60 富勒烯。C60 是一种光伏材料, 它可以维持电子载体的自旋极化。Hueso 说: "由于这两种效应都已在过去被证实--我们小组的这一影响--我们决定用它来进行原理实验。
 
该设备的实际电流输出相当小, 主要是由于 C60 不是一个好的光伏材料的事实。为了解决这一问题, 研究人员目前正在研究使用性能更好的材料来制造类似的设备。
 
虽然 Hueso 承认对于他们已经生产的设备需要做更多的工程工作, 但他认为, 一个实际的设备, 既作为光伏和逆变器, 确实是可能的。

(责任编辑:许丁)

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