Kecekapan Penukaran Kuasa Sel Suria Fleksibel Diperbaiki Dengan Ketara!
Sep 16, 2023
Baru-baru ini, penyelidik di Institut Biotenaga dan Teknologi Bioproses Qingdao (QIBEBT) Akademi Sains China membuat penambahbaikan pada bahan yang digunakan dalam sel solar organik ternary (TOSC), mencapai tahap kecekapan yang serupa dengan sel solar tradisional. Penyelidikan ini diterbitkan dalam jurnal "Bahan Lanjutan." Sel solar fotovoltaik organik (OSC) ialah sejenis sel suria yang menukarkan cahaya matahari kepada elektrik menggunakan bahan organik, biasanya molekul kecil atau polimer, berbanding sel suria tak organik tradisional yang menggunakan silikon kristal atau bahan bukan organik lain.
Salah satu kelebihan utama sel solar organik ialah serba boleh dan sifatnya yang ringan. Ia boleh dihasilkan pada kos yang lebih rendah menggunakan teknik berasaskan penyelesaian seperti pencetakan inkjet, membolehkan gulungan fleksibel dan bukannya panel tegar. Hasilnya, mereka menemui aplikasi dalam pelbagai bidang seperti penderia, pengecas mudah alih dan peranti elektronik boleh pakai. OSC juga boleh menjadi separa lutsinar atau berwarna, menjadikannya menyenangkan dari segi estetika dan sesuai untuk disepadukan ke dalam bangunan, tingkap dan struktur lain.
Walau bagaimanapun, berbanding dengan sel solar bukan organik, sel solar organik mempunyai kecekapan penukaran kuasa (PCE) yang lebih rendah, yang TOSC bertujuan untuk menambah baik. Sel suria organik binari standard terdiri daripada bahan penderma dan bahan penerima, tetapi TOSC berbeza kerana ia termasuk komponen ketiga yang dikenali sebagai bahan "tetamu".
Kemasukan komponen tetamu ini adalah penting untuk meningkatkan pelbagai aspek prestasi sel suria, seperti mengubah fluks tenaga dalaman sel dan mengoptimumkan cara sel menukar cahaya kepada elektrik. Komponen tetamu amat penting untuk meningkatkan PCE, kerana ia boleh meluaskan spektrum cahaya yang boleh diserap oleh sel solar. Dengan memilih bahan tetamu yang menyerap cahaya di kawasan yang tidak diliputi oleh bahan penderma atau penerima, kapasiti penyerapan cahaya keseluruhan sel boleh dipertingkatkan. Ia juga membenarkan penalaan halus morfologi filem campuran, yang menjejaskan pemisahan pengujaan, penjanaan cas dan pengangkutan.
Memandangkan komponen tetamu boleh melakukan pelbagai aktiviti berbeza, lokasi tepatnya dalam sel solar "sandwic" atau matriks memberi kesan ketara kepada prestasi. Terdapat tiga kemungkinan kedudukan untuk komponen tetamu: tertanam dalam bahan penderma, tertanam dalam bahan penerima, atau tersebar pada antara muka antara penderma dan penerima, mewujudkan struktur campuran seperti aloi (agregat). Walau bagaimanapun, sehingga baru-baru ini, terdapat sedikit pertimbangan percubaan terhadap kedudukan komponen tetamu.
Dalam penyelidikan mereka, saintis menggunakan komponen tetamu yang dipanggil LA1 dalam TOSC, yang berbeza daripada bahan komponen tetamu lain dari segi kehabluran. LA1 ialah penerima molekul kecil, dan para penyelidik mengubah suainya dengan rantai sisi fenilkil, kumpulan berfungsi yang biasa digunakan dalam bahan organik untuk sistem fotovoltaik.
Pengubahsuaian LA1 untuk memasukkan rantai sisi fenilalkil meningkatkan kehabluran dan penjajaran sambil mengekalkan keserasian yang mencukupi, menghasilkan prestasi TOSC yang dipertingkatkan.
Selain itu, penyelidik mengawal pengedaran komponen tetamu dengan mengubah pembolehubah yang mempengaruhi interaksi antara komponen hos dan tetamu, seperti keserasian hos/tetamu, tenaga permukaan, kinetik kristal dan interaksi antara molekul. Mereka menemui agregat seperti aloi dalam kebanyakan molekul tetamu, yang menyusup dan meresap ke seluruh matriks perumah.
Saiz kristal "aloi" hos/tetamu bersepadu ini boleh ditala dengan mudah untuk meningkatkan pemindahan caj dan menyekat penggabungan semula caj, menghasilkan peningkatan PCE awal melebihi 15%. Selepas itu, dengan menggabungkan komponen tetamu dengan penerima siri Y6 sebagai komponen utama, mereka mencapai peningkatan kecekapan yang lebih besar iaitu lebih 19%.
Para penyelidik percaya bahawa mereka telah mencapai kejayaan percubaan yang ketara, tetapi pemahaman yang lebih baik tentang faktor asas yang mendorong kelebihan ini diperlukan pada masa hadapan. Mereka berharap untuk mendapatkan gambaran yang lebih mendalam tentang sistem asas ini.
Manfaatkan kuasa inovasi dengan cengkerang pek bateri litium-ion kami yang canggih. Syarikat kami pakar dalam menghasilkan penutup bateri berkualiti tinggi yang direka untuk memenuhi permintaan landskap tenaga moden. Sama ada untuk storan tenaga boleh diperbaharui, kenderaan elektrik atau elektronik mudah alih, cangkerang bateri kami menawarkan perlindungan, prestasi dan kejuruteraan ketepatan yang diperlukan oleh projek anda. Sertai masa depan storan tenaga dengan cengkerang pek bateri litium-ion kami dan buka kunci dunia kemungkinan.
