Исследователи представили молекулы, которые могут обеспечить турбонаддув органических солнечных элементов
от Рико Сейбо
Цинхуа, Япония (SPX) 28 февраля 2024 г.
В новаторском исследовании, опубликованном в журнале Nano Research 6 февраля, группа исследователей представила революционную молекулу 3PNIN, выполненную в виде пропеллера, которая обещает значительно повысить эффективность органических солнечных элементов (OSC). Это достижение может ознаменовать поворотный сдвиг в секторе возобновляемых источников энергии, особенно в разработке и применении OSC.
OSC славятся своим легким, гибким и потенциально экономически эффективным производством по сравнению с традиционными солнечными элементами на основе кремния. Несмотря на свои преимущества, OSC столкнулись с проблемами, особенно в области катодных межфазных материалов (CIM). CIM имеют решающее значение для эффективного переноса заряда между катодом и активным слоем в OSC, напрямую влияя на эффективность преобразования энергии (PCE) ячеек. До сих пор эволюция CIM отставала, что препятствовало реализации полного потенциала достижений OSC.
Исследование сосредоточено на введении двух изомеров пропеллерной формы, 3PNIN и 3ONIN, которые имеют одну и ту же молекулярную формулу, но различаются расположением концевых групп. Это структурное изменение обеспечивает различные межмолекулярные взаимодействия, что существенно влияет на функциональность CIM и, следовательно, на фотоэлектрические характеристики OSC.
Профессор Минхуа Хуан, ведущий автор исследования, подчеркнул важность OSC в современной сфере возобновляемой энергетики. По словам Хуанга, «OSC приобрели известность благодаря своей неземной архитектуре, полупрозрачности, экономичному производству и масштабируемой печатной сборке, предвещая новую эру в развитии гибких носимых технологий». Появление 3PNIN и 3ONIN представляет собой значительный шаг вперед в решении давних проблем эффективности OSC.
Тестирование показало, что эти два соединения оказывают совершенно разное влияние на функциональность CIM из-за их конфигурации. 3PNIN, с его более плоской молекулярной структурой, позволяет его концевым группам лежать более плоско по сравнению с 3ONIN, что приводит к увеличению подвижности и проводимости электронов. Это структурное преимущество приводит к тому, что устройства OSC, обработанные 3PNIN, достигают PCE 17.73%, превосходя 16.82%, достигнутые с устройствами, обработанными 3ONIN.
Значение этого исследования выходит за рамки немедленного повышения эффективности OSC. 3PNIN не только обещает создать термостабильные устройства, но и открывает двери для дальнейших усовершенствований технологии OSC, потенциально повышая доступность и эффективность возобновляемых источников энергии. Такие достижения могут существенно повлиять на более широкую сферу возобновляемых источников энергии и органической электроники.
В совместной работе над этим исследованием приняли участие Хао Лю, Цзилэй Цзян, Шуйсин Дай, Сяньбяо Хоу и Минхуа Хуан из Школы материаловедения и инженерии Китайского океанического университета; Лянмин Юй из Открытой студии морской коррозии и защиты Пилотной национальной лаборатории морских наук и технологий; Сюй Чжан и Кэ Гао из Научного центра создания материалов и преобразования энергии Института пограничных и междисциплинарных наук Шаньдунского университета; и Хэцин Цзян из Ключевой лаборатории функциональных мембранных материалов и мембранных технологий Циндао Китайской академии наук.
Это исследование не только открывает многообещающий путь к повышению эффективности OSC, но также подчеркивает решающую роль молекулярной структуры в продвижении технологий возобновляемой энергетики.
Исследовательский отчет:Пропеллерные изомеры NI катодного межфазного материала для эффективных органических солнечных элементов
Ссылки по теме
Университет Цинхуа
Все о солнечной энергии на SolarDaily.com
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://www.solardaily.com/reports/Researchers_unveil_molecules_that_could_turbocharge_organic_solar_cells_999.html
