연구원들이 유기 태양전지를 터보차지할 수 있는 분자를 공개했습니다

연구원들은 유기 태양전지를 터보차지할 수 있는 분자를 공개했습니다.

by 세이보 리코

28년 2024월 XNUMX일 일본 칭화(SPX)

6월 3일 Nano Research에 발표된 획기적인 연구에서 연구진은 유기 태양전지(OSC)의 효율성을 크게 향상시키는 프로펠러처럼 설계된 혁신적인 분자 XNUMXPNIN을 공개했습니다. 이러한 발전은 재생 에너지 부문, 특히 OSC의 개발 및 적용에 있어서 중추적인 변화를 의미할 수 있습니다.

OSC는 기존 실리콘 기반 태양전지에 비해 가볍고 유연하며 잠재적으로 비용 효율적인 생산으로 유명합니다. 장점에도 불구하고 OSC는 특히 CIM(음극 계면 물질) 영역에서 어려움에 직면해 있습니다. CIM은 OSC의 음극과 활성층 사이의 효율적인 전하 이동에 중요하며, 셀의 전력 변환 효율(PCE)에 직접적인 영향을 미칩니다. 지금까지 CIM의 발전은 지연되어 OSC 발전의 잠재력을 최대한 발휘하지 못했습니다.

이 연구는 동일한 분자식을 공유하지만 말단 캡핑 그룹의 배열이 다른 두 개의 프로펠러 모양 이성질체인 3PNIN과 3ONIN의 도입에 중점을 둡니다. 이러한 구조적 변화는 뚜렷한 분자간 상호 작용을 허용하여 CIM의 기능과 결과적으로 OSC의 광전지 성능에 큰 영향을 미칩니다.

이번 연구의 주요 저자인 Minghua Huang 교수는 현대 재생 에너지 환경에서 OSC의 중요성을 강조했습니다. Huang에 따르면, "OSC는 미묘한 아키텍처, 반투명성, 비용 효율적인 생산 및 확장 가능한 인쇄 어셈블리를 특징으로 하는 두각을 나타내며 유연한 웨어러블 기술을 지원하는 새로운 시대를 예고했습니다." 3PNIN 및 3ONIN의 출현은 OSC의 오랜 효율성 문제를 해결하는 데 있어 중요한 도약을 의미합니다.

테스트 결과 두 화합물은 구성으로 인해 CIM의 기능에 크게 다른 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 보다 평면적인 분자 구조를 가진 3PNIN은 말단 캡핑된 그룹이 3ONIN에 비해 더 편평하게 놓여 전자 이동성과 전도성이 향상됩니다. 이러한 구조적 이점으로 인해 3PNIN으로 처리된 OSC 장치는 17.73ONIN 처리 장치로 달성된 16.82%를 능가하는 3%의 PCE를 달성했습니다.

이 연구의 의미는 OSC 효율성의 즉각적인 향상을 넘어 확장됩니다. 3PNIN은 열적으로 안정적인 장치를 만들 뿐만 아니라 OSC 기술의 추가 개선을 가능하게 하여 잠재적으로 재생 가능 에너지원의 접근성과 효율성을 높일 수 있습니다. 이러한 발전은 재생 에너지 및 유기 전자 분야의 광범위한 환경에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

이 연구의 공동 노력에는 중국 해양 대학교 재료 과학 및 공학부의 Hao Liu, Jilei Jiang, Shuixing Dai, Xianbiao Hou 및 Minghua Huang이 참여했습니다. 해양 과학 기술 파일럿 국립 연구소 해양 부식 및 보호를 위한 오픈 스튜디오의 Liangmin Yu; 산둥 대학교 프론티어 및 학제간 과학 연구소의 물질 생성 및 에너지 변환 과학 센터의 Xu Zhang과 Ke Gao; 그리고 중국과학원 산하 칭다오 기능성 막 재료 및 막 기술 핵심 연구소의 Heqing Jiang.

이 연구는 OSC의 효율성을 향상시킬 수 있는 유망한 경로를 제공할 뿐만 아니라 재생 에너지 기술 발전에서 분자 구조의 중요한 역할을 강조합니다.

연구 보고서:효율적인 유기 태양전지를 위한 프로펠러 모양의 NI 음극 계면 물질 이성질체

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