Các nhà nghiên cứu tiết lộ các phân tử có thể tăng áp cho pin mặt trời hữu cơ
của Riko Seibo
Thanh Hoa, Nhật Bản (SPX) ngày 28 tháng 2024 năm XNUMX
Trong một nghiên cứu đột phá được công bố trên Nano Research vào ngày 6 tháng 3, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tiết lộ một phân tử mang tính cách mạng, XNUMXPNIN, được thiết kế giống như một cánh quạt, hứa hẹn sẽ nâng cao đáng kể hiệu quả của pin mặt trời hữu cơ (OSC). Tiến bộ này có thể đánh dấu sự thay đổi then chốt trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, đặc biệt là trong việc phát triển và ứng dụng OSC.
OSC đã được ca ngợi vì sản xuất nhẹ, linh hoạt và có khả năng tiết kiệm chi phí so với pin mặt trời dựa trên silicon truyền thống. Bất chấp những lợi thế của chúng, OSC vẫn phải đối mặt với những thách thức, đặc biệt là trong lĩnh vực vật liệu giao tiếp cực âm (CIM). CIM rất quan trọng để truyền điện tích hiệu quả giữa cực âm và lớp hoạt động trong OSC, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) của tế bào. Cho đến nay, sự phát triển của CIM đã bị chậm lại, cản trở toàn bộ tiềm năng của những tiến bộ OSC.
Nghiên cứu tập trung vào việc giới thiệu hai đồng phân hình cánh quạt là 3PNIN và 3ONIN, có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về cách sắp xếp các nhóm đầu cuối của chúng. Sự biến đổi cấu trúc này cho phép xảy ra các tương tác giữa các phân tử riêng biệt, tác động đáng kể đến chức năng của CIM và do đó ảnh hưởng đến hiệu suất quang điện của OSC.
Giáo sư Minghua Huang, tác giả chính của nghiên cứu, đã nhấn mạnh tầm quan trọng của OSC trong bối cảnh năng lượng tái tạo hiện đại. Theo Huang, “OSC đã trở nên nổi bật, được đặc trưng bởi kiến trúc thanh tao, sản xuất bán trong suốt, tiết kiệm chi phí và lắp ráp in có thể mở rộng, báo trước một kỷ nguyên mới trong việc cung cấp năng lượng cho các công nghệ thiết bị đeo linh hoạt”. Sự ra đời của 3PNIN và 3ONIN thể hiện một bước tiến đáng kể trong việc giải quyết những thách thức lâu dài về hiệu quả của OSC.
Thử nghiệm cho thấy hai hợp chất này có tác động khác nhau sâu sắc đến chức năng của CIM do cấu hình của chúng. 3PNIN, với cấu trúc phân tử phẳng hơn, cho phép các nhóm có đầu cuối của nó nằm phẳng hơn so với 3ONIN, dẫn đến độ linh động và độ dẫn điện tử được tăng cường. Lợi thế về cấu trúc này giúp các thiết bị OSC được xử lý bằng 3PNIN đạt được PCE là 17.73%, vượt qua mức 16.82% đạt được với các thiết bị được xử lý 3ONIN.
Ý nghĩa của nghiên cứu này còn vượt xa những cải tiến tức thời về hiệu quả của OSC. 3PNIN không chỉ hứa hẹn tạo ra các thiết bị ổn định nhiệt mà còn mở ra cơ hội cải tiến hơn nữa trong công nghệ OSC, có khả năng tăng khả năng tiếp cận và hiệu quả của các nguồn năng lượng tái tạo. Những tiến bộ như vậy có thể tác động đáng kể đến bối cảnh rộng lớn hơn của năng lượng tái tạo và điện tử hữu cơ.
Nỗ lực hợp tác đằng sau nghiên cứu này có sự tham gia của Hao Liu, Jilei Jiang, Shuixing Dai, Xianbiao Hou và Minghua Huang từ Trường Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại Đại học Hải dương Trung Quốc; Liangmin Yu từ Phòng thí nghiệm mở về ăn mòn và bảo vệ biển tại Phòng thí nghiệm thí điểm quốc gia về khoa học và công nghệ biển; Xu Zhang và Ke Gao từ Trung tâm Khoa học Sáng tạo Vật liệu và Chuyển đổi Năng lượng tại Viện Khoa học Biên giới và Liên ngành tại Đại học Sơn Đông; và Heqing Jiang từ Phòng thí nghiệm trọng điểm Thanh Đảo về Vật liệu màng và Công nghệ màng chức năng tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc.
Nghiên cứu này không chỉ cung cấp một lộ trình đầy hứa hẹn để nâng cao hiệu quả của OSC mà còn nhấn mạnh vai trò quan trọng của cấu trúc phân tử trong việc thúc đẩy các công nghệ năng lượng tái tạo.
Báo cáo nghiên cứu:Các đồng phân NI hình cánh quạt của vật liệu giao tiếp cực âm cho pin mặt trời hữu cơ hiệu quả
Liên kết liên quan
Đại học Thanh Hoa
Tất cả về năng lượng mặt trời tại SolarDaily.com
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.solardaily.com/reports/Researchers_unveil_molecules_that_could_turbocharge_organic_solar_cells_999.html
