Molecular Coating forbedrer organiske solceller

Hjemprodukt > Press > Molekylært belegg forbedrer organiske solceller

Teamet laget en organisk solcelle som, i motsetning til konvensjonelle solceller, enkelt kan resirkuleres ved å følge de enkle trinnene vist ovenfor. Tilpasset fra Lin et al. (2021)

Abstrakt:
Et elektrodebelegg på bare ett molekyl tykt kan forbedre ytelsen til en organisk fotovoltaisk celle betydelig, har KAUST-forskere funnet. Belegget overgår det ledende materialet som for tiden brukes til denne oppgaven og kan bane vei for forbedringer i andre enheter som er avhengige av organiske molekyler, som lysdioder og fotodetektorer.

Molekylært belegg forbedrer organiske solceller

Thuwal, Saudi-Arabia | Lagt ut 11. juni 2021

I motsetning til de vanligste fotovoltaiske cellene som bruker krystallinsk silisium for å høste lys, er organiske fotovoltaiske celler (OPV) avhengige av et lysabsorberende lag av karbonbaserte molekyler. Selv om OPV-er ennå ikke kan konkurrere med ytelsen til silisiumceller, kan de være enklere og billigere å produsere i veldig stor skala ved hjelp av utskriftsteknikker.

Når lys kommer inn i en fotovoltaisk celle, frigjør energien et negativt elektron og etterlater et positivt gap, kjent som et hull. Ulike materialer samler deretter elektronene og hullene og leder dem til forskjellige elektroder for å generere en elektrisk strøm. I OPV-er er et materiale kalt PEDOT:PSS mye brukt for å lette overføringen av genererte hull inn i en elektrode; PEDOT:PSS er imidlertid dyrt, surt og kan forringe cellens ytelse over tid.

KAUST-teamet har nå utviklet et bedre alternativ til PEDOT:PSS. De bruker et mye tynnere belegg av et hulltransporterende molekyl kalt Br-2PACz, som binder seg til en indiumtinnoksid (ITO)-elektrode for å danne et enkeltmolekylslag. Den organiske cellen som brukte Br-2PACz oppnådde en effektkonverteringseffektivitet på 18.4 prosent, mens en ekvivalent celle ved bruk av PEDOT:PSS kun nådde 17.5 prosent.

"Vi ble virkelig overrasket over ytelsesforbedringen," sier Yuanbao Lin, Ph.D. student og medlem av teamet. "Vi tror Br-2PACz har potensialet til å erstatte PEDOT:PSS på grunn av lave kostnader og høy ytelse."

Br-2PACz økte cellens effektivitet på flere måter. Sammenlignet med konkurrenten, forårsaket den mindre elektrisk motstand, forbedret hulltransport og tillot mer lys å skinne gjennom til det absorberende laget. Br-2PACz forbedret også strukturen til selve det lysabsorberende laget, en effekt som kan ha sammenheng med belegningsprosessen.

Belegget kan til og med forbedre resirkulerbarheten til solcellen. Forskerne fant at ITO-elektroden kunne fjernes fra cellen, fjernes fra belegget og deretter gjenbrukes som om den var ny. I kontrast gjør PEDOT:PSS overflaten til ITO-en ru slik at den yter dårlig hvis den brukes på nytt i en annen celle. "Vi forventer at dette vil ha en dramatisk innvirkning på både økonomien til OPV-er og miljøet," sier Thomas Anthopoulos, som ledet forskningen.

####

For mer informasjon, klikk her.

Kontakter:
Michael Cusack

Hvis du har en kommentar, vær så snill Kontakt oss.

Utstedere av nyhetsutgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlig for nøyaktigheten av innholdet.

Bokmerke: