Дацкія даследчыкі паведамляюць, што апрацоўка арганічных сонечных элементаў на аснове нефуллереновых акцэптараў вітамінам С забяспечвае антыаксідантную актыўнасць, якая палягчае дэградацыйныя працэсы, якія ўзнікаюць у выніку ўздзеяння цяпла, святла і кіслароду. Элемент дасягнуў эфектыўнасці пераўтварэння магутнасці 9,97 %, напружання халастых ланцугоў 0,69 В, шчыльнасці току кароткага замыкання 21,57 мА/см2 і каэфіцыента запаўнення 66 %.
Каманда даследчыкаў з Універсітэта Паўднёвай Даніі (SDU) імкнулася параўнаць поспехі, дасягнутыя ў эфектыўнасці пераўтварэння энергіі для арганічных сонечных батарэй (OPV), вырабленых знефуллереновый акцэптар (NFA)матэрыялы з паляпшэннем стабільнасці.
Каманда абрала аскарбінавую кіслату, шырока вядомую як вітамін С, і выкарыстала яе ў якасці пасіўнага пласта паміж электронна-транспартным пластом (ETL) аксіду цынку (ZnO) і фотаактыўным пластом у клетках NFA OPV, вырабленых з перавернутага стэка пластоў прылад і паўправадніковы палімер (PBDB-T:IT-4F).
Навукоўцы пабудавалі элемент са пластом аксіду індыя-волава (ITO), ZnO ETL, пластом вітаміна C, паглынальнікам PBDB-T:IT-4F, селектыўным для носьбіта пластом аксіду малібдэна (MoOx) і срэбрам (Ag ) металічны кантакт.
Група выявіла, што аскарбінавая кіслата вырабляе фотастабілізуючы эфект, паведамляючы, што антіоксідантная актыўнасць змякчае дэградацыйныя працэсы, якія ўзнікаюць у выніку ўздзеяння кіслароду, святла і цяпла. Тэсты, такія як ультрафіялетавае бачнае паглынанне, імпедансная спектраскапія, святлозалежныя вымярэнні напружання і току, таксама паказалі, што вітамін С зніжае фотаадбельванне малекул NFA і душыць рэкамбінацыю зарадаў, адзначаецца ў даследаванні.
Іх аналіз паказаў, што пасля 96 гадзін бесперапыннай фотадэградацыі пад 1 сонцам інкапсуляваныя прылады, якія змяшчаюць праслойку вітаміна С, захавалі 62% ад сваёй першапачатковай каштоўнасці, а эталонныя прылады захавалі толькі 36%.
Вынікі таксама паказалі, што павышэнне стабільнасці не адбылося за кошт эфектыўнасці. Прылада-чэмпіён дасягнула эфектыўнасці пераўтварэння магутнасці 9,97 %, напружання халастых ланцугоў 0,69 В, шчыльнасці току кароткага замыкання 21,57 мА/см2 і каэфіцыента запаўнення 66 %. Эталонныя прылады, якія не змяшчаюць вітаміна С, прадэманстравалі ККД 9,85%, напружанне халастых ланцугоў 0,68 В, ток кароткага замыкання 21,02 мА/см2 і каэфіцыент запаўнення 68%.
На пытанне аб патэнцыяле камерцыялізацыі і маштабаванасці Віда Энгман, якая ўзначальвае групу ўЦэнтр сучаснай фотаэлектрыкі і тонкаплёнкавых энергетычных прылад (SDU CAPE), сказаў часопісу pv, «нашы прылады ў гэтым эксперыменце былі 2,8 мм2 і 6,6 мм2, але іх можна павялічыць у нашай лабараторыі рулонаў у рулонах у SDU CAPE, дзе мы таксама рэгулярна вырабляем модулі OPV».
Яна падкрэсліла, што метад вытворчасці можна маштабаваць, адзначыўшы, што межфазный пласт - гэта «недарагое злучэнне, якое раствараецца ў звычайных растваральніках, таму яго можна выкарыстоўваць у працэсе нанясення пакрыцця з рулона на рулон, як і астатнія пласты» у клетка OPV.
Энгманн бачыць патэнцыял для дабавак, акрамя OPV, у іншых клеткавых тэхналогіях трэцяга пакалення, такіх як перовскитные сонечныя батарэі і сенсібілізаваныя фарбавальнікамі сонечныя батарэі (DSSC). «Іншыя тэхналогіі на аснове арганічных/гібрыдных паўправаднікоў, такія як DSSC і пераўскітныя сонечныя батарэі, маюць такія ж праблемы са стабільнасцю, як і арганічныя сонечныя батарэі, так што ёсць добры шанец, што яны таксама могуць унесці свой уклад у вырашэнне праблем стабільнасці ў гэтых тэхналогіях», — заявіла яна.
Ячэйка была прадстаўлена ў артыкуле «Вітамін С для фотастабільных арганічных сонечных батарэй на аснове нефуллереновых акцэптараў”, апублікаваны ўІнтэрфейсы прыкладных матэрыялаў ACS.Першы аўтар артыкула - Самбаткумар Баласубраманян з SDU CAPE. У каманду ўвайшлі даследчыкі з SDU і Універсітэта Рэй Хуана Карласа.
Забягаючы наперад, каманда плануе далейшае даследаванне падыходаў да стабілізацыі з выкарыстаннем прыродных антыаксідантаў. «У будучыні мы збіраемся працягваць даследаванні ў гэтым кірунку», - сказаў Энгманн, маючы на ўвазе перспектыўныя даследаванні новага класа антыаксідантаў.
Час публікацыі: 10 ліпеня 2023 г