Третманот со витамин Ц ја подобрува стабилноста на превртените органски соларни ќелии

Тим на истражувачи од Универзитетот во Јужна Данска (SDU) се обиде да го усогласи напредокот што се постигнува во ефикасноста на конверзија на енергија за органски соларни ќелии (OPV) направени соне-фулеренски акцептор (NFA)материјали со подобрувања на стабилноста.

Тимот избра аскорбинска киселина, попозната како витамин Ц, и ја користеше како слој за пасивација помеѓу слојот за транспорт на електрони од цинк оксид (ZnO) (ETL) и фотоактивниот слој од NFA OPV ќелиите произведени со оџак слој од превртен уред и полупроводен полимер (PBDB-T:IT-4F).

Научниците ја изградиле клетката со слој од индиум калај оксид (ITO), ZnO ETL, витамин Ц слој, апсорбер PBDB-T:IT-4F, слој селективен носач на молибден оксид (MoOx) и сребро (Ag ) метален контакт.

Групата откри дека аскорбинската киселина произведува фотостабилизирачки ефект, известувајќи дека антиоксидантната активност ги ублажува деградативните процеси кои произлегуваат од изложеноста на кислород, светлина и топлина. Тестовите, како што се ултравиолетово-видливата апсорпција, спектроскопијата на импеданса, мерењата на напонот и струјата зависни од светлина, исто така открија дека витаминот Ц го намалува фото-белењето на молекулите на NFA и ја потиснува рекомбинацијата на полнежот, забележа истражувањето.

Нивната анализа покажа дека, по 96 часа континуирана фотодеградација под 1 Сонце, инкапсулираните уреди што го содржат меѓуслојот на витамин Ц задржале 62% од нивната оригинална вредност, а референтните уреди задржале само 36%.

Резултатите, исто така, покажаа дека придобивките од стабилноста не доаѓаат по цена на ефикасноста. Шампионскиот уред постигна ефикасност на конверзија на моќноста од 9,97 %, напон на отворено коло од 0,69 V, густина на струја на куса врска од 21,57 mA/cm2 и фактор на полнење од 66%. Референтните уреди кои не содржат витамин Ц, покажаа ефикасност од 9,85%, напон на отворено коло од 0,68V, струја на куса врска од 21,02 mA/cm2 и фактор на полнење од 68%.

На прашањето за потенцијалот за комерцијализација и приспособливост, Вида Енгман, која ја предводи групацијата воЦентар за напредни фотоволтаици и енергетски уреди со тенок филм (SDU CAPE), изјави за списанието pv, „Нашите уреди во овој експеримент беа 2,8 mm2 и 6,6 mm2, но може да се зголемат во нашата лабораторија „roll-to-roll“ во SDU CAPE каде што редовно произведуваме и OPV модули“.

Таа нагласи дека методот на производство може да се скалира, посочувајќи дека меѓуфајалниот слој е „евтино соединение кое е растворливо во вообичаени растворувачи, така што може да се користи во процес на обложување ролна во ролна како и останатите слоеви“ во ОПВ ќелија.

Енгман гледа потенцијал за адитиви надвор од OPV во другите технологии на ќелии од трета генерација, како што се соларни ќелии од перовскит и соларни ќелии осетливи со боја (DSSC). „Другите технологии базирани на органски/хибридни полупроводници, како што се соларните ќелии DSSC и перовскит, имаат слични проблеми со стабилноста како органските соларни ќелии, така што има добри шанси тие да придонесат за решавање на проблемите со стабилноста и во овие технологии“, рече таа.

Ќелијата беше претставена во трудот „Витамин Ц за фотостабилни органски соларни ќелии базирани на нефулеренски акцептори”, објавено воACS применети интерфејси за материјали.Првиот автор на трудот е Самбаткумар Баласубраманијан од SDU CAPE. Тимот вклучуваше истражувачи од СДУ и Универзитетот Реј Хуан Карлос.

Гледајќи напред, тимот има планови за понатамошно истражување на пристапите за стабилизација со користење на природни антиоксиданти. „Во иднина, ќе продолжиме да истражуваме во оваа насока“, рече Енгман мислејќи на ветувачкото истражување за нова класа на антиоксиданти.