有机太阳能电池可持续能源有很多潜在的应用。然而,光伏模块组成的有机半导体不保留他们的效率在阳光足够真实世界的应用程序。
有机光伏设备工作。图片来源:吉莱亚历克斯博士。
研究人员发现一个重要有机太阳能电池降低如此之快的原因。这种新理解的发展将推动更稳定的材料为有机光电是从汤姆斯,使低成本和可再生电力生产。欧洲杯足球竞彩
因为最近增加的效率与有机(碳)半导体太阳能电池可以将阳光转化为能量,提高光伏系统的长期稳定越来越相关问题。
实际使用的技术需要维持几年光伏设备的效率。为了解决这个迫切的问题,研究人员调查了两种材料的降解机制用于有机太阳能电池的吸光层:“给电子体”和“电子受体材料。欧洲杯足球竞彩
这两个组件都必须单独绑定电子空穴对光子吸收后产生的自由电子和空穴组成电流。
在这个研究中,一个国际科学家小组由卡文迪什实验室剑桥大学评估电子供体和电子受体材料的降解路径的第一次。欧洲杯足球竞彩该研究发表在焦耳。
电子供体材料的广泛审查区分当前从早些时候的调查和研究工作提供了重要的新见解。发现一个超速的失活机制特有的电子供体材料,特别是,以前从未被观察到,并提供了一个新颖的视角材料降解有机太阳能电池。
卡文迪什的研究人员与来自英国的专家合作,比利时和意大利,以更好地了解这些材料退化。欧洲杯足球竞彩他们耦合光伏设备稳定性调查,太阳能电池暴露在强光工作类似于阳光,与超快激光光谱学在剑桥。
他们能够认识到一个新的电子供体材料的降解机制涉及扭在聚合物链中使用这个激光的方法。
结果,当扭曲的聚合物吸收一个光子,它经历一个非常快速失活途径在飞秒时间尺度(1000000 1000000000秒)。这多余的过程是快速足以战胜自由电子和空穴的形成从一个光子,研究者可以将其与有机太阳能电池的性能下降后暴露在模拟太阳光。
挺有趣的发现,一些看似轻微的扭曲聚合物链可以造成如此巨大的影响太阳能电池的效率。在未来,我们打算建立在我们的研究结果与化学小组合作设计新的电子供体材料更多的刚性聚合物骨干。欧洲杯足球竞彩我们希望这将减少聚合物扭曲的倾向,从而提高有机太阳能电池设备的稳定性。
亚历克斯·吉列博士研究的主要作者,剑桥大学
由于其独特的特性,有机太阳能电池可以使用各种应用程序中典型的硅光电是无效的。这可能包括光伏发电,可以卷起方便运输和移动发电,或发电windows的温室传输光的颜色光合作用所必需的。
当前研究直接提出了未来一代的光伏材料和应用程序通过确定退化机制,必须克服。欧洲杯足球竞彩
期刊引用
王,Y。,等。(2023)捐赠的重要作用聚合物稳定的高性能non-fullerene受体有机太阳能电池。焦耳。doi.org/10.1016/j.joule.2023.03.002。
来源:https://www.cam.ac.uk/