Gwangju-Forscher ebnen den Weg z. Hd. großflächige, effiziente organische Solarzellen mit Wasseraufbereitung

Organische Solarzellen (OSCs), die organische Polymere verwenden, um Sonnenlicht in Saft umzuwandeln, nach sich ziehen in jüngster Zeit wegen ihrer wünschenswerten Eigenschaften wie Energiequellen jener nächsten Generation beträchtliche Beachtung hinauf sich gezogen. Zusammenhängen geringes Trägheitsmoment, Vielseitigkeit, Skalierbarkeit und eine hohe Leistungsumwandlungseffizienz (>19 %).

Derzeit gibt es mehrere Strategien zur Verbesserung jener Leistung und Stabilität von OSCs. Ein nachher wie vor bestehendes Problem ist jedoch die Schwierigkeit, die Wortstruktur jener aktiven Schicht in OSCs beim Hochskalieren hinauf große Flächen zu steuern. Dies macht es schwierig, qualitativ hochwertige Dünnfilme mit aktiver Schicht zu erhalten und damit die Geräteeffizienz zu optimieren.

In einer kürzlich durchgeführten Studie hat sich ein Forscherteam des Gwangju Institute of Science and Technology, Korea, dieser Frage erdacht. In ihrer in Advanced Functional Materials veröffentlichten Arbeit schlugen sie eine Problembeseitigung vor, die hinauf den ersten Blick praktisch kontraintuitiv erscheint: die Verwendung einer Wasserbehandlung zur Steuerung jener Wortstruktur jener aktiven Schicht.

„Es ist von Rang und Namen, dass Wasser die Leistung organischer elektronischer Geräte beeinträchtigt, da es in den ‚Fallenzuständen‘ des organischen Materials verbleibt, den Ladungsfluss verspannt und die Geräteleistung verschlechtert. Wir nach sich ziehen jedoch festgestellt, dass die Verwendung von Wasser anstelle eines organischen Lösungsmittels – basierte aktive Problembeseitigung wie Medium jener Behandlungsmethode würde notwendige physikalische Veränderungen zuteilen, ohne chemische Reaktionen hervorzurufen“, erklärt Professor Dong-Yu Kim, jener die Studie leitete.

Wie Donormaterialien wählten die Forscher die Polymere PTB7-Th und PM6 sowie wie Akzeptormaterialien PC61BM und EH-IDTBR und Y6 z. Hd. die aktive Schicht. Sie stellten unverzagt, dass dasjenige Induzieren eines Wirbels zum Vermengen jener Donor- und Akzeptormaterialien in jener aktiven Problembeseitigung zu einer gut gemischten aktiven Problembeseitigung münden könnte, dies nur jedoch nicht ausreichte.

Die aktive Problembeseitigung war Wasser abstoßend und deshalb entschlossen sich die Forscher, deionisiertes (DI) Wasser und Wirbel zum Reizen jener Problembeseitigung zu verwenden. Sie ließen die Donor- und Akzeptormaterialien reichlich Nacht in Chlorbenzol (Wirtsaktivlösung) sitzen und fügten dann DI-Wasser in die Problembeseitigung hinzu und rührten sie, wodurch winzige Wirbel erzeugt wurden.

Aufgrund jener hydrophoben Natur jener Problembeseitigung drückte dasjenige Wasser hinauf die Donor- und Akzeptormoleküle, wodurch sie sich feiner in jener Problembeseitigung auflösten. Dann ließen sie die Problembeseitigung ruhen, wodurch sich dasjenige Wasser von jener Problembeseitigung trennte. Dieses Wasser wurde dann fern und die mit Wasser behandelte aktive Problembeseitigung wurde verwendet, um dünne Filme von PTB7-Th: PC61BM (Fluor, Fulleren), PTB7-Th: EH-IDTBR (NF, Fulleren) und PM6: Y6 (H- NF, High-Efficiency Non-Fullerene).

Anschließend untersuchten die Forscher die photovoltaische Leistung dieser Dünnschichten in einer Steckplatz-Die-beschichteten invertierten OSC-Konfiguration und verglichen sie mit jener von OSCs ohne Wasseraufbereitung.

„Wir nach sich ziehen beobachtet, dass die mit Wasser behandelte aktive Problembeseitigung zu einer gleichmäßigeren Dünnschicht jener aktiven Schicht führte, die im Vergleich zu nicht mit Wasser behandelten eine höhere Leistungsumwandlungseffizienz zeigte. Darüber hinaus stellten wir großflächige OSC-Module mit einer aktiven Fläche von 10 cm2 her , die eine Umwandlungseffizienz von solange bis zu 11,92 % z. Hd. wasserbehandelte H-NF-Folien zeigte“, betont Prof. Kim.

Insgesamt bietet ebendiese Studie eine Richtlinie z. Hd. die Entwicklungsverlauf weitläufig angelegter, effizienter OSCs unter Verwendung einer bemerkenswert einfachen, wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Methode, die Türen zu ihrer Realisierung und Vermarktung öffnen kann.

Forschungsbericht:Tutorial jener Wasserbehandlung in Steckplatz-Die-beschichteten organischen Solarzellen zur Verbesserung jener Geräteleistung und -stabilität

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