Rafmagnsskilvirkni sveigjanlegra sólarfrumna er verulega bætt!

Nýlega gerðu vísindamenn við Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) í kínversku vísindaakademíunni endurbætur á efnum sem notuð eru í þrennur lífrænum sólarfrumum (TOSC), og náðu skilvirknistigum svipað og hefðbundnar sólarsellur. Þessi rannsókn var birt í tímaritinu "Advanced Materials." Lífrænar sólarsellur (OSC) eru tegund sólarsellu sem breytir sólarljósi í rafmagn með því að nota lífræn efni, venjulega litlar sameindir eða fjölliður, öfugt við hefðbundnar ólífrænar sólarsellur sem nota kristallaðan sílikon eða önnur ólífræn efni.

Einn helsti kosturinn við lífrænar sólarsellur er fjölhæfni þeirra og léttur eðli. Hægt er að framleiða þær með lægri kostnaði með því að nota lausnartengda tækni eins og bleksprautuprentun, sem gerir ráð fyrir sveigjanlegum rúllum í stað stífra spjalda. Fyrir vikið finna þeir forrit á ýmsum sviðum eins og skynjara, færanleg hleðslutæki og nothæf rafeindatæki. OSCs geta einnig verið hálfgagnsæ eða lituð, sem gerir þau fagurfræðilega ánægjuleg og hentug til samþættingar í byggingar, glugga og önnur mannvirki.

Hins vegar, samanborið við ólífrænar sólarsellur, hafa lífrænar sólarfrumur lægri orkuumbreytingarhagkvæmni (PCE), sem TOSC miðar að því að bæta. Staðlaðar tvíundir lífrænar sólarsellur samanstanda af gjafaefni og viðtökuefni, en TOSC er öðruvísi þar sem það inniheldur þriðja þáttinn sem kallast „gesta“ efni.

Innifaling þessa gestahluta skiptir sköpum til að efla ýmsa þætti í afköstum sólarsellu, svo sem að breyta innra orkuflæði frumunnar og fínstilla hvernig fruman breytir ljósi í rafmagn. Gestahlutinn er sérstaklega mikilvægur til að auka PCE, þar sem hann getur víkkað ljósrófið sem sólarselan getur tekið í sig. Með því að velja gestaefni sem gleypa ljós á svæðum sem ekki eru þakin af gjafa- eða viðtökuefnum er hægt að bæta heildar ljósgleypni frumunnar. Það gerir einnig kleift að fínstilla formgerð blönduðu filmunnar, sem hefur áhrif á sundrun örvunar, hleðslumyndun og flutning.

Í ljósi þess að íhlutir gesta geta framkvæmt margar mismunandi athafnir, hefur nákvæm staðsetning þeirra innan sólarsellu „samlokunnar“ eða fylkisins veruleg áhrif á frammistöðu. Það eru þrjár mögulegar stöður fyrir gestahlutinn: Innbyggður í gjafaefnið, innbyggður í viðtökuefnið eða dreifður á snertifletinum milli gjafa og viðtakanda, sem skapar málmblandalíkar blandaðar byggingar (samlagnir). Hins vegar, þar til nýlega, hefur tiltölulega lítið verið skoðað í tilraunaskyni um stöðu gestaþáttarins.

Í rannsóknum sínum notuðu vísindamennirnir gestaþátt sem kallast LA1 í TOSC, sem er frábrugðin öðrum gestaþáttaefnum hvað varðar kristöllun. LA1 er lítill sameindaviðtakandi og vísindamennirnir breyttu því með fenýlalkýl hliðarkeðju, virkum hópi sem almennt er notaður í lífrænum efnum fyrir ljósvakakerfi.

Breytingin á LA1 til að innihalda fenýlalkýl hliðarkeðjur jók bæði kristöllun og röðun á sama tíma og nægilegt eindrægni var viðhaldið, sem leiddi til aukinnar TOSC frammistöðu.

Að auki stjórnuðu rannsakendur dreifingu gestaþáttarins með því að breyta breytum sem hafa áhrif á víxlverkun hýsilsins og gestaþáttanna, svo sem samhæfni hýsils/gests, yfirborðsorku, kristallaða hreyfihvörf og víxlverkun milli sameinda. Þeir fundu málmblöndur í flestum gestasameindum, sem síast inn og dreifðust um allt hýsilfylki.

Auðvelt væri að stilla kristallastærð þessara samþættu hýsils/gesta "málmblöndur" til að auka hleðsluflutning og bæla endursamsetningu hleðslu, sem leiðir til upphaflegrar PCE hækkunar um meira en 15%. Í kjölfarið, með því að sameina gestaþáttinn með Y6 röð samþykkjum sem aðalþáttinn, náðu þeir enn meiri skilvirkni upp á yfir 19%.

Rannsakendur telja að þeir hafi náð umtalsverðum árangri í tilraunum, en þörf er á betri skilningi á undirliggjandi þáttum sem knýja fram þessa kosti í framtíðinni. Þeir vonast til að fá dýpri innsýn í þessi grundvallarkerfi.

Nýttu þér kraft nýsköpunar með háþróaðri litíumjónarafhlöðupakka okkar. Fyrirtækið okkar sérhæfir sig í að framleiða hágæða rafhlöðuhólf sem eru hönnuð til að mæta kröfum nútíma orkulandslags. Hvort sem það er fyrir endurnýjanlega orkugeymslu, rafknúin farartæki eða flytjanlegur rafeindatækni, þá bjóða rafhlöðuskeljarnar okkar vernd, afköst og nákvæmni verkfræði sem verkefnin þín þurfa. Vertu með í framtíð orkugeymslu með litíum-jón rafhlöðupakka okkar og opnaðu heim möguleika.