Dánští vědci uvádějí, že ošetření organických solárních článků na bázi nefullerenových akceptorů vitamínem C poskytuje antioxidační aktivitu, která zmírňuje degradační procesy vznikající působením tepla, světla a kyslíku. Článek dosáhl účinnosti přeměny energie 9,97 %, napětí naprázdno 0,69 V, hustoty zkratového proudu 21,57 mA/cm2 a faktoru plnění 66 %.
Tým výzkumníků z University of Southern Denmark (SDU) se snažil porovnat pokroky dosažené v účinnosti přeměny energie pro organické solární články (OPV) vyrobené snefullerenový akceptor (NFA)materiály se zlepšenou stabilitou.
Tým vybral kyselinu askorbovou, běžně známou jako vitamin C, a použil ji jako pasivační vrstvu mezi vrstvou pro přenos elektronů (ETL) oxidu zinečnatého (ZnO) a fotoaktivní vrstvou v buňkách NFA OPV vyrobených s invertovaným vrstveným zařízením a vrstvou. polovodičový polymer (PBDB-T:IT-4F).
Vědci postavili buňku s vrstvou oxidu india a cínu (ITO), ZnO ETL, vrstvou vitaminu C, absorbérem PBDB-T:IT-4F, vrstvou selektivního nosiče oxidu molybdenu (MoOx) a stříbrnou (Ag ) kovový kontakt.
Skupina zjistila, že kyselina askorbová má fotostabilizační účinek a uvádí, že antioxidační aktivita zmírňuje degradační procesy vznikající při vystavení kyslíku, světlu a teplu. Testy, jako je ultrafialová absorpce, impedanční spektroskopie, měření napětí a proudu v závislosti na světle, také odhalily, že vitamín C snižuje fotobělení molekul NFA a potlačuje rekombinaci náboje, poznamenal výzkum.
Jejich analýza ukázala, že po 96 hodinách nepřetržité fotodegradace pod 1 Sluncem si zapouzdřená zařízení obsahující mezivrstvu vitaminu C zachovala 62 % své původní hodnoty, přičemž referenční zařízení si zachovala pouze 36 %.
Výsledky také ukázaly, že zvýšení stability nebylo za cenu efektivity. Šampionské zařízení dosáhlo účinnosti přeměny energie 9,97 %, napětí naprázdno 0,69 V, hustoty zkratového proudu 21,57 mA/cm2 a faktoru plnění 66 %. Referenční zařízení neobsahující vitamín C vykazovala účinnost 9,85 %, napětí naprázdno 0,68 V, zkratový proud 21,02 mA/cm2 a faktor plnění 68 %.
Když byl dotázán na potenciál komercializace a škálovatelnost, Vida Engmann, která vede skupinu ve společnostiCentrum pro pokročilou fotovoltaiku a tenkovrstvá energetická zařízení (SDU CAPE), řekl magazínu pv: "Naše zařízení v tomto experimentu měla 2,8 mm2 a 6,6 mm2, ale lze je zvětšit v naší roll-to-roll laboratoři v SDU CAPE, kde také pravidelně vyrábíme OPV moduly."
Zdůraznila, že výrobní metodu lze škálovat a poukázala na to, že mezifázová vrstva je „levná sloučenina, která je rozpustná v obvyklých rozpouštědlech, takže ji lze použít v procesu potahování roll-to-roll jako ostatní vrstvy“ v OPV buňku.
Engmann vidí potenciál pro aditiva mimo OPV v jiných technologiích článků třetí generace, jako jsou perovskitové solární články a solární články citlivé na barvivo (DSSC). „Další technologie na bázi organických/hybridních polovodičů, jako jsou DSSC a perovskitové solární články, mají podobné problémy se stabilitou jako organické solární články, takže existuje velká šance, že mohou přispět k řešení problémů se stabilitou i v těchto technologiích,“ uvedla.
Buňka byla prezentována v novinách „Vitamin C pro fotostabilní organické solární články na bázi nefullerenových akceptorů,“ zveřejněno vRozhraní aplikovaného materiálu ACS.Prvním autorem článku je Sambathkumar Balasubramanian z SDU CAPE. Tým zahrnoval výzkumníky z SDU a Rey Juan Carlos University.
Do budoucna má tým plány na další výzkum stabilizačních přístupů využívajících přirozeně se vyskytující antioxidanty. "V budoucnu budeme pokračovat ve výzkumu tímto směrem," řekl Engmann s odkazem na slibný výzkum nové třídy antioxidantů.
Čas odeslání: 10. července 2023