Các nhà nghiên cứu Đan Mạch báo cáo rằng việc xử lý pin mặt trời hữu cơ dựa trên chất nhận không fullerene bằng vitamin C mang lại hoạt động chống oxy hóa giúp làm giảm quá trình thoái hóa phát sinh do tiếp xúc với nhiệt, ánh sáng và oxy. Pin đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 9,97%, điện áp mạch hở 0,69 V, mật độ dòng điện ngắn mạch là 21,57 mA/cm2 và hệ số lấp đầy là 66%.
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Nam Đan Mạch (SDU) đã tìm cách so sánh những tiến bộ đạt được về hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin mặt trời hữu cơ (OPV) được làm bằngchất nhận không fullerene (NFA)vật liệu có cải thiện độ ổn định.
Nhóm nghiên cứu đã chọn axit ascorbic, thường được gọi là vitamin C, và sử dụng nó làm lớp thụ động giữa lớp vận chuyển điện tử oxit kẽm (ZnO) (ETL) và lớp quang hoạt trong các tế bào NFA OPV được chế tạo bằng một lớp thiết bị đảo ngược và một lớp thiết bị đảo ngược. polyme bán dẫn (PBDB-T:IT-4F).
Các nhà khoa học đã chế tạo tế bào này với lớp oxit thiếc indi (ITO), ZnO ETL, lớp vitamin C, chất hấp thụ PBDB-T:IT-4F, lớp chọn lọc mang oxit molypden (MoOx) và bạc (Ag ) tiếp xúc với kim loại
Nhóm phát hiện ra rằng axit ascorbic tạo ra tác dụng ổn định quang học, báo cáo rằng hoạt động chống oxy hóa làm giảm bớt các quá trình thoái hóa phát sinh do tiếp xúc với oxy, ánh sáng và nhiệt. Nghiên cứu lưu ý rằng các thử nghiệm, chẳng hạn như hấp thụ tia cực tím, quang phổ trở kháng, đo dòng điện và điện áp phụ thuộc vào ánh sáng, cũng cho thấy vitamin C làm giảm quá trình tẩy quang của các phân tử NFA và ngăn chặn sự tái hợp điện tích.
Phân tích của họ cho thấy rằng, sau 96 giờ phân hủy quang liên tục dưới 1 Mặt trời, các thiết bị được đóng gói có chứa lớp xen kẽ vitamin C vẫn giữ được 62% giá trị ban đầu, trong khi các thiết bị tham chiếu chỉ giữ lại 36%.
Kết quả cũng cho thấy rằng sự ổn định đạt được không phải trả giá bằng hiệu quả. Thiết bị vô địch đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 9,97%, điện áp mạch hở 0,69 V, mật độ dòng điện ngắn mạch là 21,57 mA/cm2 và hệ số lấp đầy là 66%. Thiết bị tham chiếu không chứa vitamin C cho hiệu suất 9,85 %, điện áp mạch hở 0,68V, dòng điện ngắn mạch 21,02 mA/cm2 và hệ số lấp đầy là 68%.
Khi được hỏi về tiềm năng thương mại hóa và khả năng mở rộng, Vida Engmann, người đứng đầu một nhóm tạiTrung tâm Thiết bị Năng lượng Màng mỏng và Quang điện Tiên tiến (SDU CAPE), nói với tạp chí pv, “Các thiết bị của chúng tôi trong thí nghiệm này có kích thước 2,8 mm2 và 6,6 mm2, nhưng có thể được mở rộng trong phòng thí nghiệm cuộn để cuộn của chúng tôi tại SDU CAPE, nơi chúng tôi cũng thường xuyên chế tạo các mô-đun OPV.”
Cô nhấn mạnh rằng phương pháp sản xuất có thể được mở rộng quy mô, chỉ ra rằng lớp giao thoa là một “hợp chất rẻ tiền, hòa tan trong dung môi thông thường, vì vậy nó có thể được sử dụng trong quy trình phủ dạng cuộn giống như các lớp còn lại” trong một tế bào OPV.
Engmann nhận thấy tiềm năng của các chất phụ gia ngoài OPV trong các công nghệ tế bào thế hệ thứ ba khác, chẳng hạn như pin mặt trời perovskite và pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm (DSSC). Bà nói: “Các công nghệ dựa trên chất bán dẫn hữu cơ/lai khác, chẳng hạn như pin mặt trời DSSC và perovskite, có các vấn đề về độ ổn định tương tự như pin mặt trời hữu cơ, vì vậy rất có khả năng chúng có thể góp phần giải quyết các vấn đề về độ ổn định trong các công nghệ này”.
Tế bào đã được trình bày trong bài báo “Vitamin C cho tế bào năng lượng mặt trời hữu cơ dựa trên chất không nhận fullerene ổn định hình ảnh,” được xuất bản trongGiao diện vật liệu ứng dụng ACS.Tác giả đầu tiên của bài báo là Sambathkumar Balasubramanian của SDU CAPE. Nhóm nghiên cứu bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học SDU và Rey Juan Carlos.
Trong tương lai, nhóm có kế hoạch nghiên cứu sâu hơn về các phương pháp ổn định bằng cách sử dụng chất chống oxy hóa tự nhiên. Engmann cho biết: “Trong tương lai, chúng tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu theo hướng này”, đề cập đến nghiên cứu đầy hứa hẹn về một loại chất chống oxy hóa mới.
Thời gian đăng: 10-07-2023