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आणविक कोटिंग कार्बनिक सौर कोशिकाओं को बढ़ाती है

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टीम ने एक कार्बनिक सौर सेल का निर्माण किया, जिसे पारंपरिक सौर कोशिकाओं के विपरीत, ऊपर दिखाए गए सरल चरणों का पालन करके आसानी से पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। लिन एट अल से अनुकूलित । (२०२१)

सार:
KAUST शोधकर्ताओं ने पाया है कि एक इलेक्ट्रोड कोटिंग सिर्फ एक अणु मोटी एक कार्बनिक फोटोवोल्टिक सेल के प्रदर्शन को बढ़ा सकती है। कोटिंग इस कार्य के लिए वर्तमान में उपयोग की जाने वाली प्रमुख सामग्री से बेहतर प्रदर्शन करती है और अन्य उपकरणों में सुधार का मार्ग प्रशस्त कर सकती है जो कार्बनिक अणुओं पर निर्भर करते हैं, जैसे कि प्रकाश उत्सर्जक डायोड और फोटोडेटेक्टर।

 

आणविक कोटिंग कार्बनिक सौर कोशिकाओं को बढ़ाती है

थुवाल, सऊदी अरब | 11 जून, 2021 को पोस्ट किया गया

सबसे आम फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के विपरीत, जो प्रकाश की कटाई के लिए क्रिस्टलीय सिलिकॉन का उपयोग करते हैं, कार्बनिक फोटोवोल्टिक कोशिकाएं (ओपीवी) कार्बन-आधारित अणुओं की एक प्रकाश-अवशोषित परत पर निर्भर करती हैं। हालांकि ओपीवी अभी तक सिलिकॉन कोशिकाओं के प्रदर्शन का मुकाबला नहीं कर सकते हैं, वे मुद्रण तकनीकों का उपयोग करके बहुत बड़े पैमाने पर निर्माण करना आसान और सस्ता हो सकता है।

जब प्रकाश एक फोटोवोल्टिक सेल में प्रवेश करता है, तो उसकी ऊर्जा एक नकारात्मक इलेक्ट्रॉन को मुक्त करती है और एक सकारात्मक अंतराल को पीछे छोड़ देती है, जिसे होल कहा जाता है। विभिन्न सामग्री तब इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों को इकट्ठा करती हैं और विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए उन्हें विभिन्न इलेक्ट्रोडों तक ले जाती हैं। ओपीवी में, पेडोट: पीएसएस नामक एक सामग्री का व्यापक रूप से एक इलेक्ट्रोड में उत्पन्न छिद्रों के हस्तांतरण को आसान बनाने के लिए उपयोग किया जाता है; हालाँकि, PEDOT: PSS महंगा, अम्लीय है और समय के साथ सेल के प्रदर्शन को ख़राब कर सकता है।

KAUST टीम ने अब PEDOT:PSS का एक बेहतर विकल्प विकसित किया है। वे Br-2PACz नामक एक छेद-परिवहन अणु की बहुत पतली कोटिंग का उपयोग करते हैं, जो एक एकल-अणु परत बनाने के लिए एक इंडियम टिन ऑक्साइड (ITO) इलेक्ट्रोड से बांधता है। Br-2PACz का उपयोग करने वाले कार्बनिक सेल ने 18.4 प्रतिशत की शक्ति रूपांतरण दक्षता हासिल की, जबकि PEDOT: PSS का उपयोग करने वाला एक समान सेल केवल 17.5 प्रतिशत तक पहुंच गया।

"हम वास्तव में प्रदर्शन में वृद्धि से बहुत हैरान थे," युआनबाओ लिन, पीएच.डी. कहते हैं। छात्र और टीम के सदस्य। "हम मानते हैं कि Br-2PACz में इसकी कम लागत और उच्च प्रदर्शन के कारण PEDOT:PSS को बदलने की क्षमता है।"

Br-2PACz ने कई तरह से सेल की कार्यक्षमता बढ़ाई। अपने प्रतिद्वंद्वी की तुलना में, इसने कम विद्युत प्रतिरोध, बेहतर छेद परिवहन का कारण बना और अधिक प्रकाश को अवशोषित परत के माध्यम से चमकने की अनुमति दी। Br-2PACz ने प्रकाश-अवशोषित परत की संरचना में भी सुधार किया, एक प्रभाव जो कोटिंग प्रक्रिया से संबंधित हो सकता है।

कोटिंग सौर सेल की पुनर्चक्रण क्षमता में भी सुधार कर सकती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि आईटीओ इलेक्ट्रोड को सेल से हटाया जा सकता है, इसके कोटिंग को हटा दिया जाता है और फिर पुन: उपयोग किया जाता है जैसे कि यह नया था। इसके विपरीत, PEDOT: PSS ITO की सतह को खुरदुरा बनाता है ताकि यदि किसी अन्य सेल में पुन: उपयोग किया जाए तो यह खराब प्रदर्शन करता है। "हम अनुमान लगाते हैं कि ओपीवी और पर्यावरण दोनों के अर्थशास्त्र पर इसका नाटकीय प्रभाव पड़ेगा," शोध का नेतृत्व करने वाले थॉमस एंथोपोलोस कहते हैं।

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संपर्क:
माइकल कस्कैक

कॉपीराइट © किंग अब्दुल्ला विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय

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