Дански истраживачи извјештавају да третирање органских соларних ћелија базираних на не-фулерен акцепторима витамином Ц пружа антиоксидативну активност која ублажава деградативне процесе који настају излагањем топлоти, свјетлости и кисеонику. Ћелија је постигла ефикасност конверзије снаге од 9,97 %, напон отвореног кола од 0,69 В, густину струје кратког споја од 21,57 мА/цм2 и фактор пуњења од 66%.
Тим истраживача са Универзитета Јужне Данске (СДУ) настојао је да упореди напредак постигнут у ефикасности конверзије енергије за органске соларне ћелије (ОПВ) направљене санефулерен акцептор (НФА)материјали са побољшањима стабилности.
Тим је одабрао аскорбинску киселину, обично познату као витамин Ц, и користио је као пасивацијски слој између слоја за транспорт електрона цинк оксида (ЗнО) (ЕТЛ) и фотоактивног слоја у НФА ОПВ ћелијама направљеним са обрнутим слојем уређаја и полупроводнички полимер (ПБДБ-Т:ИТ-4Ф).
Научници су изградили ћелију са слојем индијум калај оксида (ИТО), ЗнО ЕТЛ, слојем витамина Ц, апсорбером ПБДБ-Т:ИТ-4Ф, слојем селективног носача молибден оксида (МоОк) и сребром (Аг ) метални контакт.
Група је открила да аскорбинска киселина производи фотостабилизујући ефекат, извештавајући да антиоксидативна активност ублажава деградативне процесе који настају услед излагања кисеонику, светлости и топлоти. Тестови, као што су ултраљубичаста видљива апсорпција, спектроскопија импедансе, мерења напона и струје зависне од светлости, такође су открили да витамин Ц смањује фотоизбељивање молекула НФА и потискује рекомбинацију наелектрисања, наводи се у истраживању.
Њихова анализа је показала да су, након 96 х континуиране фотодеградације под 1 сунцем, инкапсулирани уређаји који садрже међуслој витамина Ц задржали 62% своје оригиналне вредности, док су референтни уређаји задржали само 36%.
Резултати су такође показали да повећање стабилности није било по цену ефикасности. Шампионски уређај је постигао ефикасност конверзије снаге од 9,97 %, напон отвореног кола од 0,69 В, густину струје кратког споја од 21,57 мА/цм2 и фактор пуњења од 66%. Референтни уређаји који не садрже витамин Ц, показали су ефикасност од 9,85%, напон отвореног кола од 0,68В, струју кратког споја од 21,02 мА/цм2 и фактор пуњења од 68%.
На питање о потенцијалу комерцијализације и скалабилности, Вида Енгманн која води групу уЦентар за напредне фотонапонске и танкослојне енергетске уређаје (СДУ ЦАПЕ), рекао је пв магазину: „Наши уређаји у овом експерименту били су 2,8 мм2 и 6,6 мм2, али се могу повећати у нашој лабораторији ролл-то-ролл у СДУ ЦАПЕ где такође редовно производимо ОПВ модуле.
Она је нагласила да се начин производње може скалирати, истичући да је међуфазни слој „јефтино једињење које је растворљиво у уобичајеним растварачима, тако да се може користити у процесу облагања ролна-на-ролна као и остали слојеви” у ОПВ ћелија.
Енгман види потенцијал за адитиве изван ОПВ-а у другим технологијама ћелија треће генерације, као што су соларне ћелије перовскита и соларне ћелије осетљиве на боју (ДССЦ). „Друге технологије засноване на органским/хибридним полупроводницима, као што су ДССЦ и перовскитне соларне ћелије, имају сличне проблеме са стабилношћу као и органске соларне ћелије, тако да постоји велика шанса да могу допринети решавању проблема стабилности и у овим технологијама“, рекла је она.
Ћелија је представљена у раду „Витамин Ц за фото-стабилне органске соларне ћелије које нису засноване на фулерен-акцепторима“, објављено уАЦС примењени материјални интерфејси.Први аутор рада је Самбатхкумар Баласубраманиан из СДУ ЦАПЕ. Тим је укључивао истраживаче са СДУ и Универзитета Реј Хуан Карлос.
Гледајући унапред, тим има планове за даља истраживања стабилизацијских приступа користећи природне антиоксиданте. „У будућности ћемо наставити да истражујемо у овом правцу“, рекао је Енгман мислећи на обећавајуће истраживање о новој класи антиоксиданата.
Време поста: Јул-10-2023