Danijos mokslininkai praneša, kad nefullereno akceptorių pagrindu pagamintų organinių saulės elementų apdorojimas vitaminu C suteikia antioksidacinį aktyvumą, kuris palengvina degradacinius procesus, atsirandančius dėl šilumos, šviesos ir deguonies poveikio. Elementas pasiekė 9,97 % galios konversijos efektyvumą, 0,69 V atvirosios grandinės įtampą, 21,57 mA/cm2 trumpojo jungimo srovės tankį ir 66 % užpildymo koeficientą.
Pietų Danijos universiteto (SDU) tyrėjų komanda siekė suderinti pažangą, pasiektą organinių saulės elementų (OPV) energijos konversijos efektyvumo srityje.nefullereno akceptorius (NFA)medžiagos su stabilumo patobulinimais.
Grupė pasirinko askorbo rūgštį, paprastai žinomą kaip vitaminas C, ir panaudojo ją kaip pasyvavimo sluoksnį tarp cinko oksido (ZnO) elektronų transportavimo sluoksnio (ETL) ir fotoaktyvaus sluoksnio NFA OPV ląstelėse, pagamintose iš apversto įrenginio sluoksnio kamino ir puslaidininkinis polimeras (PBDB-T:IT-4F).
Mokslininkai pastatė ląstelę su indžio alavo oksido (ITO) sluoksniu, ZnO ETL, vitamino C sluoksniu, PBDB-T:IT-4F absorberiu, molibdeno oksido (MoOx) nešiklio selektyvaus sluoksnio ir sidabro (Ag) sluoksniu. ) metalinis kontaktas.
Grupė nustatė, kad askorbo rūgštis sukuria fotostabilizuojantį poveikį, pranešdama, kad antioksidacinis aktyvumas palengvina skilimo procesus, atsirandančius dėl deguonies, šviesos ir šilumos poveikio. Tyrimai, tokie kaip ultravioletinių spindulių absorbcija, impedanso spektroskopija, nuo šviesos priklausomi įtampos ir srovės matavimai, taip pat atskleidė, kad vitaminas C sumažina NFA molekulių fotobalinimą ir slopina krūvio rekombinaciją.
Jų analizė parodė, kad po 96 valandų nepertraukiamo fotodegradacijos 1 saulės spinduliuose įkapsuliuoti prietaisai, kuriuose yra vitamino C tarpsluoksnio, išlaikė 62% pradinės vertės, o etaloniniai prietaisai išlaikė tik 36%.
Rezultatai taip pat parodė, kad stabilumo padidėjimas nekainavo efektyvumo. Čempionų prietaisas pasiekė 9,97 % galios konversijos efektyvumą, 0,69 V atvirosios grandinės įtampą, 21,57 mA/cm2 trumpojo jungimo srovės tankį ir 66 % užpildymo koeficientą. Etaloniniai prietaisai, kuriuose nėra vitamino C, pasižymėjo 9,85 % efektyvumu, 0,68 V atvirosios grandinės įtampa, 21,02 mA/cm2 trumpojo jungimo srovė ir 68 % užpildymo koeficientu.
Paklausta apie komercializavimo galimybes ir mastelį, Vida Engmann, vadovaujanti grupeiPažangių fotovoltinių ir plonasluoksnių energijos įrenginių centras (SDU CAPE), sakė žurnalui pv: „Mūsų prietaisai šiame eksperimente buvo 2,8 mm2 ir 6,6 mm2, tačiau juos galima padidinti mūsų ritininio ritinio laboratorijoje SDU CAPE, kur taip pat reguliariai gaminame OPV modulius.
Ji pabrėžė, kad gamybos metodas gali būti keičiamas, nurodydama, kad paviršinis sluoksnis yra „nebrangus junginys, tirpus įprastuose tirpikliuose, todėl jį galima naudoti ritininio dengimo procese, kaip ir kitus sluoksnius“. OPV ląstelė.
Engmannas mano, kad kitose trečiosios kartos elementų technologijose, pvz., perovskito saulės elementuose ir dažais jautrintuose saulės elementuose (DSSC), galima naudoti ne tik OPV. „Kitos organinių/hibridinių puslaidininkių technologijos, tokios kaip DSSC ir perovskitiniai saulės elementai, turi panašias stabilumo problemas kaip ir organinės saulės baterijos, todėl yra didelė tikimybė, kad jos taip pat gali prisidėti prie šių technologijų stabilumo problemų sprendimo“, – teigė ji.
Ląstelė buvo pristatyta laikraštyje "Vitaminas C, skirtas fotostabiliems nefullereno akceptorių pagrindu pagamintiems organiniams saulės elementams“, paskelbtaACS taikomųjų medžiagų sąsajos.Pirmasis šio straipsnio autorius yra SDU CAPE Sambathkumar Balasubramanian. Komandą sudarė mokslininkai iš SDU ir Rey Juan Carlos universiteto.
Žvelgdama į ateitį, komanda planuoja toliau tirti stabilizavimo metodus, naudojant natūralius antioksidantus. "Ateityje mes tęsime tyrimus šia kryptimi", - sakė Engmannas, kalbėdamas apie daug žadančius naujos antioksidantų klasės tyrimus.
Paskelbimo laikas: 2023-07-10