Dán kutatók arról számoltak be, hogy a nem fullerén akceptor alapú szerves napelemek C-vitaminnal való kezelése olyan antioxidáns hatást biztosít, amely enyhíti a hő-, fény- és oxigénexpozícióból adódó degradációs folyamatokat. A cella teljesítményátalakítási hatásfoka 9,97%, nyitott feszültsége 0,69 V, zárlati áramsűrűsége 21,57 mA/cm2, kitöltési tényezője 66%.
A University of Southern Denmark (SDU) kutatócsoportja arra törekedett, hogy megfeleljen az energiaátalakítási hatékonyság terén elért eredményeknek az olyan szerves napelemek (OPV) terén, amelyeknem fullerén akceptor (NFA)javított stabilitású anyagok.
A csapat az aszkorbinsavat, közismert nevén C-vitamint választotta ki, és passzivációs rétegként használta a cink-oxid (ZnO) elektrontranszport réteg (ETL) és az NFA OPV cellák fotoaktív rétege között, amelyet fordított eszközréteggel és egy félvezető polimer (PBDB-T:IT-4F).
A tudósok a sejtet indium-ón-oxid (ITO) rétegből, ZnO ETL-ből, C-vitamin rétegből, PBDB-T:IT-4F abszorberből, molibdén-oxid (MoOx) hordozó-szelektív rétegből és ezüstből (Ag) építették. ) fém érintkező.
A csoport azt találta, hogy az aszkorbinsav fotostabilizáló hatást fejt ki, és arról számolt be, hogy az antioxidáns aktivitás enyhíti az oxigénnek, fénynek és hőnek való kitettségből adódó degradációs folyamatokat. Az ultraibolya-látható abszorpció, az impedancia spektroszkópia, a fényfüggő feszültség- és árammérés tesztek azt is kimutatták, hogy a C-vitamin csökkenti az NFA-molekulák fényfehéredését és elnyomja a töltésrekombinációt – jegyezte meg a kutatás.
Elemzésük kimutatta, hogy 96 órás folyamatos fotodegradáció után 1 nap alatt a C-vitamin köztes réteget tartalmazó kapszulázott eszközök eredeti értékük 62%-át, míg a referenciaeszközök csak 36%-át őrizték meg.
Az eredmények azt is mutatták, hogy a stabilitásnövekedés nem a hatékonyság ára volt. A bajnok készülék 9,97%-os teljesítményátalakítási hatásfokkal, 0,69 V-os nyitott feszültséggel, 21,57 mA/cm2 zárlati áramsűrűséggel és 66%-os kitöltési tényezővel ért el. A C-vitamint nem tartalmazó referenciakészülékek 9,85%-os hatásfokkal, 0,68V-os nyitott feszültséggel, 21,02 mA/cm2 zárlati árammal és 68%-os kitöltési tényezővel rendelkeztek.
Amikor a kereskedelmi lehetőségekről és a skálázhatóságról kérdezték, Vida Engmann, aki egy csoport vezetője aFejlett fotovoltaikus és vékonyfilmes energiaeszközök központja (SDU CAPE), mondta a pv magazinnak: „E kísérletünkben eszközeink 2,8 mm2 és 6,6 mm2 méretűek voltak, de az SDU CAPE roll-to-roll laborunkban bővíthetőek, ahol rendszeresen OPV modulokat is gyártunk.”
Kiemelte, hogy a gyártási módszer méretezhető, rámutatva, hogy a határfelületi réteg egy „olcsó vegyület, amely szokásos oldószerekben oldódik, így a többi réteghez hasonlóan a roll-to-roll bevonási folyamatban is használható”. egy OPV sejt.
Engmann az OPV-n túlmenő adalékanyagok lehetőségét látja más harmadik generációs cellás technológiákban, mint például a perovszkit napelemekben és a festékérzékeny napelemekben (DSSC). "Más szerves/hibrid félvezető alapú technológiák, mint például a DSSC és a perovszkit napelemek, hasonló stabilitási problémákkal küzdenek, mint a szerves napelemek, így jó eséllyel ezeknél a technológiáknál is hozzájárulhatnak a stabilitási problémák megoldásához" - mondta.
A cellát bemutatták az újságbanC-vitamin a fotostabil, nem fullerén akceptor alapú szerves napelemekhez”-ben jelent megACS Applied Material Interfaces.A cikk első szerzője az SDU CAPE-től származó Sambathkumar Balasubramanian. A csapatban az SDU és a Rey Juan Carlos Egyetem kutatói voltak.
A jövőre nézve a csapat további kutatásokat tervez a természetben előforduló antioxidánsokat használó stabilizációs megközelítések terén. "A jövőben folytatni fogjuk a kutatást ebben az irányban" - mondta Engmann az antioxidánsok új osztályával kapcsolatos ígéretes kutatásokra utalva.
Feladás időpontja: 2023.07.10