Moleküler Kaplama Organik Güneş Pillerini Geliştiriyor

Ana Sayfa > Basın > Moleküler kaplama, organik güneş pillerini geliştirir

Ekip, geleneksel güneş pillerinin aksine, yukarıda gösterilen basit adımları izleyerek kolayca geri dönüştürülebilen organik bir güneş pili üretti. Lin et al. (2021)

Özet:
KAUST araştırmacıları, yalnızca bir molekül kalınlığında bir elektrot kaplamanın organik bir fotovoltaik hücrenin performansını önemli ölçüde artırabileceğini buldu. Kaplama, şu anda bu görev için kullanılan önde gelen malzemeden daha iyi performans gösteriyor ve ışık yayan diyotlar ve fotodedektörler gibi organik moleküllere dayanan diğer cihazlarda iyileştirmelerin önünü açabilir.

Moleküler kaplama organik güneş pillerini geliştirir

Thuwal, Suudi Arabistan | 11 Haziran 2021 tarihinde yayınlandı

Işığı toplamak için kristal silikon kullanan en yaygın fotovoltaik hücrelerin aksine, organik fotovoltaik hücreler (OPV'ler), karbon bazlı moleküllerden oluşan ışık emici bir katmana dayanır. OPV'ler henüz silikon hücrelerin performansıyla rekabet edemese de, baskı teknikleri kullanılarak çok büyük ölçekte üretimleri daha kolay ve ucuz olabilir.

Işık bir fotovoltaik hücreye girdiğinde, enerjisi negatif bir elektronu serbest bırakır ve arkasında delik olarak bilinen pozitif bir boşluk bırakır. Farklı malzemeler daha sonra elektronları ve delikleri toplar ve bir elektrik akımı üretmek için onları farklı elektrotlara yönlendirir. OPV'lerde, oluşturulan deliklerin bir elektrota transferini kolaylaştırmak için PEDOT:PSS adı verilen bir malzeme yaygın olarak kullanılır; ancak, PEDOT:PSS pahalıdır, asidiktir ve zamanla hücrenin performansını düşürebilir.

KAUST ekibi şimdi PEDOT:PSS'ye daha iyi bir alternatif geliştirdi. Tek moleküllü bir tabaka oluşturmak için bir indiyum kalay oksit (ITO) elektrotuna bağlanan Br-2PACz adlı bir delik taşıma molekülünün çok daha ince bir kaplamasını kullanırlar. Br-2PACz kullanan organik hücre yüzde 18.4'lük bir güç dönüştürme verimliliği elde ederken, PEDOT:PSS kullanan eşdeğer bir hücre yalnızca yüzde 17.5'e ulaştı.

Ph.D. Yuanbao Lin, “Performans artışına gerçekten çok şaşırdık” diyor. öğrenci ve ekip üyesi. "Br-2PACz'nin düşük maliyeti ve yüksek performansı nedeniyle PEDOT:PSS'nin yerini alma potansiyeline sahip olduğuna inanıyoruz."

Br-2PACz, hücrenin verimliliğini çeşitli şekillerde artırdı. Rakibine kıyasla, daha az elektrik direncine, gelişmiş delik aktarımına neden oldu ve emici katmana daha fazla ışık girmesine izin verdi. Br-2PACz, aynı zamanda, kaplama işlemiyle ilgili olabilecek bir etki olarak, ışık soğurucu tabakanın yapısını da iyileştirmiştir.

Kaplama, güneş pilinin geri dönüştürülebilirliğini bile iyileştirebilir. Araştırmacılar, ITO elektrotunun hücreden çıkarılabileceğini, kaplamasından sıyrılabileceğini ve daha sonra yeniymiş gibi yeniden kullanılabileceğini buldu. Buna karşılık, PEDOT:PSS, başka bir hücrede yeniden kullanıldığında kötü performans gösterecek şekilde ITO'nun yüzeyini pürüzlendirir. Araştırmayı yöneten Thomas Anthopoulos, "Bunun hem OPV'lerin ekonomisi hem de çevre üzerinde çarpıcı bir etkisi olacağını tahmin ediyoruz" diyor.

####

Daha fazla bilgi için lütfen tıklayın okuyun

İletişim:
Michael Cusack

Telif Hakkı © Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi

Bir yorumunuz varsa, lütfen İletişim bize.

7th Wave, Inc. veya Nanotechnology Now değil, haber bültenleri yayıncıları yalnızca içeriğin doğruluğundan sorumludur.

Yer imi: