Trajtimi me vitaminë C përmirëson stabilitetin e qelizave diellore organike të përmbysura

Një ekip studiuesish nga Universiteti i Danimarkës Jugore (SDU) u përpoqën të përputheshin me përparimet që po bëhen në efikasitetin e konvertimit të energjisë për qelizat diellore organike (OPV) të bëra mepranues jo-fullerene (NFA)materiale me përmirësime të qëndrueshmërisë.

Ekipi përzgjodhi acidin askorbik, i njohur zakonisht si vitamina C, dhe e përdori atë si një shtresë pasivimi midis një shtrese të transportit të elektroneve të oksidit të zinkut (ZnO) (ETL) dhe shtresës fotoaktive të qelizave OPV në NFA të fabrikuara me një pirg të shtresës së pajisjes së përmbysur dhe një polimer gjysmëpërçues (PBDB-T:IT-4F).

Shkencëtarët ndërtuan qelizën me një shtresë oksidi kallaji indium (ITO), ZnO ETL, shtresën e vitaminës C, absorbuesin PBDB-T:IT-4F, një shtresë selektive bartëse të oksidit të molibdenit (MoOx) dhe një argjendi (Ag ) kontakt metalik.

Grupi zbuloi se acidi askorbik prodhon një efekt fotostabilizues, duke raportuar se aktiviteti antioksidant lehtëson proceset degraduese që rrjedhin nga ekspozimi ndaj oksigjenit, dritës dhe nxehtësisë. Testet, të tilla si thithja e dukshme e ultravjollcës, spektroskopia e impedancës, matjet e tensionit dhe rrymës së varur nga drita, zbuluan gjithashtu se vitamina C redukton fotozbardhjen e molekulave të NFA dhe shtyp rikombinimin e ngarkesës, vuri në dukje hulumtimi.

Analiza e tyre tregoi se, pas 96 orësh fotodegradimi të vazhdueshëm nën 1 Diell, pajisjet e kapsuluara që përmbajnë shtresën ndërlidhëse të vitaminës C ruajtën 62% të vlerës së tyre origjinale, me pajisjet referente që ruajnë vetëm 36%.

Rezultatet treguan gjithashtu se fitimet e stabilitetit nuk erdhën me koston e efikasitetit. Pajisja kampione arriti një efikasitet të konvertimit të fuqisë prej 9,97%, një tension të qarkut të hapur prej 0,69 V, një densitet të rrymës së qarkut të shkurtër prej 21,57 mA/cm2 dhe një faktor mbushjeje prej 66%. Pajisjet e referencës që nuk përmbajnë vitaminë C, shfaqën efikasitet 9,85%, një tension të qarkut të hapur 0,68 V, një rrymë të qarkut të shkurtër 21,02 mA/cm2 dhe një faktor mbushjeje prej 68%.

Kur u pyet për potencialin e komercializimit dhe shkallëzueshmërinë, Vida Engmann e cila drejton një grup nëQendra për Fotovoltaikët e Avancuar dhe Pajisjet e Energjisë me Film të Hollë (SDU CAPE), i tha revistës pv, "Pajisjet tona në këtë eksperiment ishin 2.8 mm2 dhe 6.6 mm2, por mund të rriten në laboratorin tonë "roll-to-roll" në SDU CAPE, ku ne gjithashtu prodhojmë rregullisht module OPV."

Ajo theksoi se metoda e prodhimit mund të shkallëzohet, duke vënë në dukje se shtresa ndërfaqesore është një "përbërje e lirë që tretet në tretës të zakonshëm, kështu që mund të përdoret në një proces të veshjes rrotull në rrotull si pjesa tjetër e shtresave" në një qelizë OPV.

Engmann sheh potencial për aditivë përtej OPV në teknologjitë e tjera të qelizave të gjeneratës së tretë, të tilla si qelizat diellore perovskite dhe qelizat diellore të sensibilizuara me ngjyra (DSSC). "Teknologjitë e tjera organike/hibride të bazuara në gjysmëpërçues, të tilla si qelizat diellore DSSC dhe perovskite, kanë probleme të ngjashme të stabilitetit si qelizat diellore organike, kështu që ka një shans të mirë që ato të mund të kontribuojnë në zgjidhjen e problemeve të stabilitetit edhe në këto teknologji," tha ajo.

Qeliza u prezantua në punimin "Vitamina C për qeliza diellore organike jo-pranuese të foto-stabile”, botuar nëNdërfaqet e materialeve të aplikuara ACS.Autori i parë i punimit është Sambathkumar Balasubramanian i SDU CAPE. Ekipi përfshinte studiues nga SDU dhe Universiteti Rey Juan Carlos.

Duke parë përpara, ekipi ka plane për kërkime të mëtejshme në qasjet e stabilizimit duke përdorur antioksidantë natyralë. "Në të ardhmen, ne do të vazhdojmë të hetojmë në këtë drejtim," tha Engmann duke iu referuar kërkimeve premtuese mbi një klasë të re antioksidantësh.