Danskir vísindamenn skýra frá því að meðhöndlun lífrænna sólarfrumna sem ekki eru fullerene viðtakendur með C-vítamíni veitir andoxunarvirkni sem dregur úr niðurbrotsferlum sem myndast við útsetningu fyrir hita, ljósi og súrefni. Hólfið náði 9,97% aflumbreytingarnýtni, 0,69 V opna spennu, skammhlaupsstraumþéttleika upp á 21,57 mA/cm2 og fyllingarstuðul upp á 66%.
Hópur vísindamanna frá Suður-Danmarksháskóla (SDU) leitaðist við að jafna framfarirnar sem gerðar hafa verið í orkubreytingarhagkvæmni fyrir lífrænar sólarsellur (OPV) sem gerðar eru meðnon-fullerene acceptor (NFA)efni með auknum stöðugleika.
Teymið valdi askorbínsýru, almennt þekkt sem C-vítamín, og notaði hana sem passiveringslag milli sinkoxíðs (ZnO) rafeindaflutningslags (ETL) og ljósvirka lagsins í NFA OPV frumum sem eru framleiddar með hvolfi tækjalagsstafla og a hálfleiðandi fjölliða (PBDB-T:IT-4F).
Vísindamennirnir byggðu frumuna með indíum tinoxíði (ITO) lagi, ZnO ETL, C-vítamínlaginu, PBDB-T:IT-4F ísoganum, mólýbdenoxíð (MoOx) burðarsértæku lagi og silfur (Ag) ) málmsnerting.
Hópurinn komst að því að askorbínsýran framkallar ljósstöðugandi áhrif og greinir frá því að andoxunarvirkni dregur úr niðurbrotsferlum sem stafa af útsetningu fyrir súrefni, ljósi og hita. Prófanir, eins og útfjólubláa frásog, viðnám litrófsgreiningar, ljósháðar spennu- og straummælingar, leiddu einnig í ljós að C-vítamín dregur úr ljósbleikingu NFA sameinda og bælir endursamsetningu hleðslu, benti á rannsóknirnar.
Greining þeirra sýndi að eftir 96 klst af samfelldu ljósniðurbroti undir 1 sól, héldu hjúpuðu tækin sem innihéldu C-vítamín millilagið 62% af upprunalegu gildi sínu, en viðmiðunartækin héldu aðeins 36%.
Niðurstöðurnar sýndu einnig að stöðugleikaaukningin kostaði ekki hagkvæmni. Meistarabúnaðurinn náði 9,97% aflumbreytingarnýtni, 0,69 V opnu spennu, skammhlaupsstraumþéttleika upp á 21,57 mA/cm2 og fyllingarstuðul upp á 66%. Viðmiðunartækin, sem innihéldu ekkert C-vítamín, sýndu 9,85% nýtni, 0,68V opna spennu, 21,02 mA/cm2 skammhlaupsstraum og 68% fyllingarstuðul.
Aðspurð um möguleika á markaðssetningu og sveigjanleika sagði Vida Engmann, sem fer fyrir hópi hjáCenter for Advanced Photovoltaics and Thin-Film Energy Devices (SDU CAPE), sagði við tímaritið pv, „Tækin okkar í þessari tilraun voru 2,8 mm2 og 6,6 mm2, en hægt er að stækka þær í rúllu-til-rúllu rannsóknarstofu okkar á SDU CAPE þar sem við framleiðum líka OPV-einingar reglulega.
Hún lagði áherslu á að hægt væri að stækka framleiðsluaðferðina og benti á að milliflatalagið er „ódýrt efnasamband sem er leysanlegt í venjulegum leysiefnum, svo það er hægt að nota það í rúllu-til-rúllu húðunarferli eins og restin af lögunum“ í OPV fruma.
Engmann sér möguleika á aukefnum umfram OPV í annarri þriðju kynslóðar frumutækni, eins og perovskite sólarsellum og litarnæmum sólarsellum (DSSC). "Önnur lífræn/blendingur hálfleiðara-undirstaða tækni, eins og DSSC og perovskite sólarsellur, hafa svipuð stöðugleikavandamál og lífrænar sólarsellur, svo það eru góðar líkur á að þær geti einnig stuðlað að lausn stöðugleikavandamála í þessari tækni," sagði hún.
Hólfið var kynnt í blaðinu "C-vítamín fyrir ljósstöðugar lífrænar sólarfrumur sem ekki eru byggðar á fullerenviðtöku“ birt íACS Applied Material Interfaces.Fyrsti höfundur blaðsins er Sambathkumar Balasubramanian frá SDU CAPE. Í hópnum voru vísindamenn frá SDU og Rey Juan Carlos háskólanum.
Þegar litið er fram á veginn hefur teymið áætlanir um frekari rannsóknir á stöðugleikaaðferðum með því að nota náttúruleg andoxunarefni. „Í framtíðinni ætlum við að halda áfram að rannsaka í þessa átt,“ sagði Engmann og vísaði til lofandi rannsókna á nýjum flokki andoxunarefna.
Birtingartími: 10. júlí 2023