Iniulat ng mga mananaliksik ng Danish na ang pagtrato sa mga organikong solar cell na nakabatay sa hindi fullerene na acceptor na may bitamina C ay nagbibigay ng aktibidad na antioxidant na nagpapagaan sa mga degradative na proseso na nagmumula sa pagkakalantad ng init, liwanag, at oxygen. Nakamit ng cell ang kahusayan sa conversion ng kuryente na 9.97 %, isang open-circuit na boltahe na 0.69 V, isang short-circuit current density na 21.57 mA/cm2, at isang fill factor na 66%.
Ang isang pangkat ng mga mananaliksik mula sa University of Southern Denmark (SDU) ay naghangad na tumugma sa mga pagsulong na ginagawa sa mga kahusayan sa conversion ng kuryente para sa mga organic na solar cell (OPV) na ginawa gamit angnon-fullerene acceptor (NFA)mga materyales na may mga pagpapabuti sa katatagan.
Pinili ng team ang ascorbic acid, na karaniwang kilala bilang bitamina C, at ginamit ito bilang passivation layer sa pagitan ng zinc oxide (ZnO) electron transport layer (ETL) at ng photoactive layer ng sa NFA OPV cells na gawa sa isang inverted device layer stack at isang semiconducting polymer (PBDB-T:IT-4F).
Binuo ng mga siyentipiko ang cell na may indium tin oxide (ITO) layer, ang ZnO ETL, ang vitamin C layer, ang PBDB-T:IT-4F absorber, isang molybdenum oxide (MoOx) carrier-selective layer, at isang silver (Ag). ) kontak sa metal.
Natuklasan ng grupo na ang ascorbic acid ay gumagawa ng isang photostabilizing effect, na nag-uulat na ang aktibidad ng antioxidant ay nagpapagaan ng mga degradative na proseso na nagmumula sa pagkakalantad sa oxygen, liwanag at init. Ang mga pagsubok, tulad ng ultraviolet-visible absorption, impedance spectroscopy, light-dependent voltage at current measurements, ay nagsiwalat din na ang bitamina C ay binabawasan ang photobleaching ng NFA molecules at pinipigilan ang charge recombination, ayon sa pananaliksik.
Ang kanilang pagsusuri ay nagpakita na, pagkatapos ng 96 h ng tuluy-tuloy na photodegradation sa ilalim ng 1 Sun, ang mga naka-encapsulated device na naglalaman ng bitamina C interlayer ay nagpapanatili ng 62% ng kanilang orihinal na halaga, na ang mga reference na aparato ay nagpapanatili lamang ng 36%.
Ang mga resulta ay nagpakita din na ang mga nadagdag sa katatagan ay hindi dumating sa isang halaga ng kahusayan. Nakamit ng champion device ang 9.97% na power conversion efficiency, isang open-circuit na boltahe na 0.69 V, isang short-circuit current density na 21.57 mA/cm2, at isang fill factor na 66%. Ang mga reference na device na walang bitamina C, ay nagpakita ng 9.85% na kahusayan, isang open-circuit na boltahe na 0.68V, isang short-circuit na kasalukuyang 21.02 mA/cm2, at isang fill factor na 68%.
Nang tanungin tungkol sa potensyal ng komersyalisasyon at scalability, si Vida Engmann na namumuno sa isang grupo saCenter para sa Advanced na Photovoltaics at Thin-Film Energy Device (SDU CAPE), sinabi sa pv magazine, "Ang aming mga device sa eksperimentong ito ay 2.8 mm2 at 6.6 mm2, ngunit maaaring palakihin sa aming roll-to-roll lab sa SDU CAPE kung saan regular din kaming gumagawa ng mga OPV module."
Binigyang-diin niya na ang paraan ng pagmamanupaktura ay maaaring palakihin, na itinuturo na ang interfacial layer ay isang "murang compound na natutunaw sa karaniwang mga solvent, kaya maaari itong magamit sa isang roll-to-roll na proseso ng coating tulad ng iba pang mga layer" sa isang OPV cell.
Nakikita ni Engmann ang potensyal para sa mga additives na lampas sa OPV sa iba pang mga third-generation na teknolohiya ng cell, tulad ng perovskite solar cells at dye-sensitized solar cells (DSSC). "Ang iba pang mga organic/hybrid semiconductor-based na teknolohiya, tulad ng DSSC at perovskite solar cells, ay may katulad na mga isyu sa stability gaya ng mga organic solar cells, kaya may magandang pagkakataon na maaari silang mag-ambag sa paglutas ng mga problema sa stability sa mga teknolohiyang ito," sabi niya.
Ang cell ay ipinakita sa papel "Bitamina C para sa Photo-Stable Non-fullerene-acceptor-Based Organic Solar Cells,” inilathala saACS Applied Material Interfaces.Ang unang may-akda ng papel ay ang Sambathkumar Balasubramanian ng SDU CAPE. Kasama sa koponan ang mga mananaliksik mula sa SDU at Rey Juan Carlos University.
Sa hinaharap, ang koponan ay may mga plano para sa karagdagang pananaliksik sa mga diskarte sa pag-stabilize gamit ang mga natural na nagaganap na antioxidant. "Sa hinaharap, magpapatuloy kami sa pagsisiyasat sa direksyon na ito," sabi ni Engmann na tumutukoy sa promising research sa isang bagong klase ng antioxidants.
Oras ng post: Hul-10-2023