Solarenergie wurde denn eine dieser vielversprechenden grünen und erneuerbaren Energien erprobt. Dankgefühl dieser synergistischen Neuerung von Materialien pro aktive Schichten und Geräteoptimierungstechniken nach sich ziehen organische Solarzellen (OSCs) in den letzten zehn Jahren große Durchbrüche erzielt und breite Forschungsaufmerksamkeit hinaus sich gezogen. Obwohl es die Umwandlung von Solarenergie effektiv realisieren könnte, ist es noch nicht untermauert genug pro eine großtechnische Computerprogramm.
Wiewohl wenn es pro OSCs eine Herausforderung ist, sich mit dieser Notwendigkeit eines kostengünstigen Vorteils im Vergleich zu Silizium- oder Perowskit-Solarzellen in Einklang zu einfahren, gibt es viele Strategien, um OSCs mit hohem Wirkungsgrad, handkehrum kostengünstigen OSCs zu klappen, während man sich ein tiefes Verständnis dieser Struktur aneignet -Eigenschaftsbeziehung von nicht kondensierten Ringelektronenakzeptoren (NFREAs). Ein Team von Wissenschaftlern fasste die beachtlichen Fortschritte von NFREA-basierten OSCs in den letzten Jahren zusammen. Ihre Arbeit wird am 17. November 2022 in Industrial Chemistry and Materials veröffentlicht.
„Die Reifung von kostengünstigen und hocheffizienten Photovoltaikgeräten ist entscheidend pro die Vollendung des Problems dieser Energiekrise und dieser Umweltverschmutzung“, sagte Xiangjian Wan, Professor an dieser Nankai University. „In dieser Übersicht nach sich ziehen wir die jüngste Reifung von NFREA wissenschaftlich diskutiert -basierte OSCs aus Sicht des Materialdesigns, wodurch die Struktur-Eigenschafts-Kontakt aufgezeigt wird, um eine hilfreiche Handbuch pro dasjenige Materialdesign und die Geräteoptimierung zu spendieren. Wir gaben zweitrangig verschmelzen Vorausschau hinaus die verbleibenden Herausforderungen hinaus diesem Gebiet.“
Aktive Schichtmaterialien, insbesondere Nicht-Fulleren-Akzeptoren (NFAs), spielen eine entscheidende Rolle wohnhaft bei dieser Solar-zu-Elektro-Umwandlung, die die Leistungssteigerung von Geräten in OSCs stark beschleunigt hat. Unter ihnen nach sich ziehen sich die kondensierten Ringelektronenakzeptoren wie ITIC, Y6 und ihre Analoga denn die erfolgreichsten NFAs erwiesen und eine Energieeffizienz von zusätzlich 19 % erreicht. Dies liegt hauptsächlich an dieser guten Planarität und Starrheit dieser kondensierten Ringakzeptoren, die eine stabile geometrische Konformation und molekulare Packung zusammenbauen können.
Die meisten kondensierten Ringakzeptoren leiden jedoch unter komplizierten Syntheseverfahren und unbefriedigenden Reaktionsausbeuten und damit hohen Herstellungskosten, welches die zukünftige Computerprogramm erheblich reduzieren wird. Im Unterschied dazu ist dieser Preis von kommerzialisierten Solarzellen hinaus Siliziumbasis in den letzten Jahren kontinuierlich gesunken, und niedrige Wert sind dieser herausragende Vorteil von Perowskit-Solarzellen. Obwohl OSC viele einzigartige Vorteile hat, muss seine Kostenfrage pro die Vermarktung von OSCs ernsthaft in Betracht gezogen werden. Von dort ist es unumgänglich und pressant, Materialien pro aktive Schichten nicht nur im Hinblick hinaus die Energieeffizienz, sondern zweitrangig hinaus die Wert zu planen.
„NFREAs nach sich ziehen typischerweise eine CC-Einfachbindung anstelle des konjugierten konjugierten Skeletts mit kondensiertem Ring, welches den Syntheseprozess stark vereinfacht und im Allgemeinen hohe Reaktionsausbeuten im Vergleich zu kondensierten erzeugt“, sagte Wan.
„Heutig wurden zwei effiziente Strategien etabliert, um die Verdrehung dieser CC-Einfachbindung zu unterdrücken und eine günstige Planarität und ein starres Skelett, d. h. die intramolekulare nicht-kovalente Wechselwirkung, zu gewährleisten, während geeignete Heteroatome in den zentralen Obstkern oder die Verknüpfungseinheit eingeführt werden sterische Hinderung durch den Montage von Bulk-Seitenketten in den zentralen Obstkern oder die Verbindungseinheit.
„NFREAs-basierte OSCs nach sich ziehen in den letzten Jahren kontinuierliche Fortschritte erzielt“, erklärte Yongsheng Chen, Professor an dieser Universität Nankai. „Nachdem dem ähnlichen Designprinzip dieser weit verbreiteten Akzeptor-Donor-Akzeptor (ADA)-Architekturmoleküle, die wir seit dieser Zeit zusätzlich zehn Jahren untersuchen, können die hochmodernen NFREAs grob in ApDpA oder Ap-A‘- pA-Baustil. Dasjenige rationale Konzept und die Regulierung dieser chemischen Struktur von NFREAs könnten die Planarität, Orientierung und Packungseigenschaften positiv modulieren, die dasjenige große Potenzial bieten, ein gutes Gleichgewicht zwischen Energieeffizienz, Wert und sogar Gerätestabilität zu klappen“, sagte Chen.
Es gibt noch viel Raum pro neue NFREAs im zukünftigen molekularen Konzept. Es wird vorgeschlagen, NFREAs durch synergistische Nutzung intramolekularer nichtkovalenter Wechselwirkungen und großer sterischer Hinderung weiter zu planen und andere neue Architekturen denn ApDpA oder Ap-A‘-pA zu gedeihen.
Forscher vertrauen, dass neue Materialien immer noch dieser kritischste Merkmal sind, um die schnelle Reifung von OSC-Leistungen voranzutreiben, insbesondere pro die hinaus NFREA basierenden. Und ein tiefes Verständnis dieser Kontakt zwischen Materialstruktur und Leistung könnte wertvolle Hinweise pro die kommenden kostengünstigen und hocheffizienten OSCs liefern.
„Unser Hauptziel in diesem Depesche ist es, den Lesern zeitnahe und genaue neueste Forschungsfortschritte und Materialdesignstrategien hinaus diesem Gebiet zur Verfügung zu stellen“, sagte Chen.
Zum Forschungsteam in Besitz sein von Huanhuan Gao und Chenyang Han von dieser Xi’an Shiyou University in VR China; und Xiangjian Wan und Yongsheng Chen von dieser Nankai-Universität.
Welche Wissenschaft wird vom Hong Kong Scholar Program, dem Forschungsvorhaben dieser Natural Science Foundation dieser Provinz Shaanxi, dieser Nationalistisch Natural Science Foundation of VR China und dieser Stadt Tianjin finanziert.
Forschungsbericht: Jüngste Fortschritte wohnhaft bei nicht-fusionierten Ringelektronenakzeptoren pro organische Hochleistungssolarzellen
ähnliche Sinister
Institut pro Verfahrenstechnik, Chinesische Universität dieser Wissenschaften
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Verbesserung dieser Widerstandsfähigkeit von Perowskit-Solarzellen gegen Degradierung
Lausanne, Schweiz (SPX) 13. Januar 2023
Perowskit-Solarzellen (PSCs) können aus kostengünstigen Materialien hergestellt werden, sind hocheffizient, können traditionelle Silizium-Solarzellen übertreffen und nach sich ziehen dasjenige Potenzial, erneuerbare Energien zu revolutionieren. Einer dieser derzeitigen Nachteile, die ihre weitverbreitete Verwendung verhindern, ist jedoch ihre mangelnde Betriebsstabilität. Nun nach sich ziehen Wissenschaftler dieser EPFL und dieser Sungkyunkwan University in Korea verschmelzen Weg gefunden, die Stabilität von PSCs zu verbessern. Die Forscher konzentrierten sich hinaus die Degradierung von Perowskit-Dünnschichten, die da … mehr Vorlesung halten können
