Danimarkalı araştırmacılar, fulleren olmayan alıcı bazlı organik güneş hücrelerinin C vitamini ile işlenmesinin, ısı, ışık ve oksijen maruziyetinden kaynaklanan bozunma süreçlerini hafifleten bir antioksidan aktivite sağladığını bildiriyor. Hücre, %9,97'lik bir güç dönüşüm verimliliği, 0,69 V'luk bir açık devre voltajı, 21,57 mA/cm2'lik bir kısa devre akım yoğunluğu ve %66'lık bir doldurma faktörü elde etti.
Güney Danimarka Üniversitesi'nden (SDU) bir araştırma ekibi, organik güneş hücreleri (OPV) için güç dönüştürme verimliliğinde kaydedilen ilerlemelere paralel bir yaklaşım geliştirmeye çalıştı.fulleren olmayan alıcı (NFA)stabilite iyileştirmeleri olan malzemeler.
Ekip, yaygın olarak C vitamini olarak bilinen askorbik asidi seçti ve bunu, ters cihaz katman yığını ve yarı iletken bir polimer (PBDB-T:IT-4F) kullanılarak üretilen NFA OPV hücrelerinde çinko oksit (ZnO) elektron taşıma katmanı (ETL) ile fotoaktif katman arasında bir pasifleştirme katmanı olarak kullandı.
Bilim insanları hücreyi indiyum kalay oksit (ITO) tabakası, ZnO ETL, C vitamini tabakası, PBDB-T:IT-4F soğurucu, molibden oksit (MoOx) taşıyıcı seçici tabaka ve gümüş (Ag) metal temasıyla oluşturdu.
Grup, askorbik asidin fotostabilize edici bir etki ürettiğini buldu ve antioksidan aktivitenin oksijene, ışığa ve ısıya maruziyetten kaynaklanan bozunma süreçlerini hafiflettiğini bildirdi. Ultraviyole-görünür emilim, empedans spektroskopisi, ışığa bağlı voltaj ve akım ölçümleri gibi testler, C vitamininin NFA moleküllerinin fotoağarmasını azalttığını ve yük rekombinasyonunu bastırdığını da ortaya koydu, araştırma kaydetti.
Yapılan analizler, 1 Güneş altında 96 saatlik sürekli fotodegradasyondan sonra, C vitamini ara tabakasını içeren kapsüllenmiş cihazların orijinal değerlerinin %62'sini koruduğunu, referans cihazların ise yalnızca %36'sını koruduğunu gösterdi.
Sonuçlar ayrıca kararlılık kazanımlarının verimlilik pahasına olmadığını gösterdi. Şampiyon cihaz %9,97 güç dönüşüm verimliliği, 0,69 V açık devre voltajı, 21,57 mA/cm2 kısa devre akım yoğunluğu ve %66 dolum faktörü elde etti. C vitamini içermeyen referans cihazlar %9,85 verimlilik, 0,68 V açık devre voltajı, 21,02 mA/cm2 kısa devre akımı ve %68 dolum faktörü sergiledi.
Ticarileştirme potansiyeli ve ölçeklenebilirlik sorulduğunda, bir gruba liderlik eden Vida Engmann,İleri Fotovoltaik ve İnce Film Enerji Cihazları Merkezi (SDU CAPE), pv dergisine şunları söyledi: "Bu deneydeki cihazlarımız 2,8 mm2 ve 6,6 mm2'ydi, ancak düzenli olarak OPV modülleri de ürettiğimiz SDU CAPE'deki rulodan ruloya laboratuvarımızda ölçeklendirilebilir."
Üretim yönteminin ölçeklenebilir olduğunu vurgulayan uzman, arayüz tabakasının “normal çözücülerde çözünen ucuz bir bileşik olduğunu, bu nedenle OPV hücresindeki diğer katmanlar gibi rulodan ruloya kaplama işleminde kullanılabileceğini” belirtti.
Engmann, perovskit güneş hücreleri ve boya duyarlı güneş hücreleri (DSSC) gibi diğer üçüncü nesil hücre teknolojilerinde OPV'nin ötesinde katkı maddeleri için potansiyel görüyor. "DSSC ve perovskit güneş hücreleri gibi diğer organik/hibrit yarı iletken tabanlı teknolojiler, organik güneş hücreleriyle benzer kararlılık sorunlarına sahiptir, bu nedenle bu teknolojilerdeki kararlılık sorunlarını çözmeye de katkıda bulunma olasılıkları yüksektir" dedi.
Hücre “makalede sunulduFoto-Kararlı Fulleren Olmayan Akseptör Bazlı Organik Güneş Hücreleri İçin C Vitamini” yayınlandıACS Uygulamalı Malzeme Arayüzleri.Makalenin ilk yazarı SDU CAPE'den Sambathkumar Balasubramanian'dır. Ekipte SDU ve Rey Juan Carlos Üniversitesi'nden araştırmacılar yer aldı.
Ekibin ileriye dönük olarak doğal olarak oluşan antioksidanları kullanarak stabilizasyon yaklaşımları üzerine daha fazla araştırma planları var. Engmann, yeni bir antioksidan sınıfı üzerine umut vadeden araştırmalara atıfta bulunarak, "Gelecekte bu yönde araştırma yapmaya devam edeceğiz," dedi.
Gönderi zamanı: 10-Tem-2023