محققان دانمارکی گزارش می‌دهند که درمان سلول‌های خورشیدی آلی مبتنی بر گیرنده فولرن با ویتامین C یک فعالیت آنتی‌اکسیدانی ایجاد می‌کند که فرآیندهای تخریبی ناشی از قرار گرفتن در معرض گرما، نور و اکسیژن را کاهش می‌دهد. این سلول بازده تبدیل توان 9.97 درصد، ولتاژ مدار باز 0.69 ولت، چگالی جریان اتصال کوتاه 21.57 mA/cm2 و ضریب پر شدن 66 درصد را به دست آورد.
تیمی از محققان دانشگاه جنوب دانمارک (SDU) به دنبال تطبیق پیشرفت‌هایی بودند که در بازده تبدیل انرژی برای سلول‌های خورشیدی آلی (OPV) ساخته شده باپذیرنده غیر فولرن (NFA)مواد با بهبود پایداری
این تیم اسید اسکوربیک، که معمولاً به عنوان ویتامین C شناخته می شود، انتخاب کردند و از آن به عنوان یک لایه غیرفعال بین لایه انتقال الکترون اکسید روی (ZnO) (ETL) و لایه فوتواکتیو سلول های NFA OPV ساخته شده با یک پشته لایه دستگاه معکوس و یک پلیمر نیمه رسانا (PBDB-T:IT-4F) استفاده کردند.
دانشمندان این سلول را با یک لایه اکسید قلع ایندیم (ITO)، ZnO ETL، لایه ویتامین C، جاذب PBDB-T:IT-4F، یک لایه حامل انتخابی اکسید مولیبدن (MoOx) و یک تماس فلزی نقره (Ag) ساختند.
این گروه دریافتند که اسید اسکوربیک یک اثر تثبیت کننده نور ایجاد می کند و گزارش می دهد که فعالیت آنتی اکسیدانی فرآیندهای تخریب ناشی از قرار گرفتن در معرض اکسیژن، نور و گرما را کاهش می دهد. آزمایش‌هایی مانند جذب مرئی فرابنفش، طیف‌سنجی امپدانس، اندازه‌گیری‌های ولتاژ و جریان وابسته به نور، همچنین نشان داد که ویتامین C باعث کاهش نور سفید شدن مولکول‌های NFA و سرکوب نوترکیب بار می‌شود.
تجزیه و تحلیل آنها نشان داد که پس از 96 ساعت تخریب مداوم نوری در زیر 1 خورشید، دستگاه های محصور شده حاوی لایه میانی ویتامین C 62٪ از ارزش اصلی خود را حفظ کردند، در حالی که دستگاه های مرجع تنها 36٪ را حفظ کردند.
نتایج همچنین نشان داد که دستاوردهای ثبات با هزینه کارایی همراه نبوده است. دستگاه قهرمان بازده تبدیل توان 9.97٪، ولتاژ مدار باز 0.69 V، چگالی جریان اتصال کوتاه 21.57 mA/cm2 و ضریب پر شدن 66٪ را به دست آورد. دستگاه های مرجع فاقد ویتامین C، راندمان 9.85٪، ولتاژ مدار باز 0.68V، جریان اتصال کوتاه 21.02 mA/cm2 و ضریب پر شدن 68٪ را نشان دادند.
هنگامی که از ویدا انگمن در مورد پتانسیل تجاری سازی و مقیاس پذیری پرسیده شد که سرپرست گروهی در این سازمان استمرکز فتوولتائیک های پیشرفته و دستگاه های انرژی لایه نازک (SDU CAPE)به مجله pv گفت: «دستگاه‌های ما در این آزمایش 2.8 میلی‌متر مربع و 6.6 میلی‌متر مربع بودند، اما می‌توان آنها را در آزمایشگاه رول به رول ما در SDU CAPE، جایی که ما به طور منظم ماژول‌های OPV را نیز می‌سازیم، افزایش داد.»
وی با تاکید بر اینکه روش ساخت می‌تواند مقیاس‌پذیر باشد، خاطرنشان کرد که لایه سطحی یک "ترکیب ارزان قیمت است که در حلال‌های معمولی محلول است، بنابراین می‌توان از آن در فرآیند پوشش رول به رول مانند بقیه لایه‌ها" در سلول OPV استفاده کرد.
Engmann پتانسیلی برای افزودنی‌هایی فراتر از OPV در سایر فناوری‌های سلولی نسل سوم، مانند سلول‌های خورشیدی پروسکایت و سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ (DSSC) می‌بیند. او گفت: "سایر فناوری های مبتنی بر نیمه هادی های آلی/هیبریدی، مانند سلول های خورشیدی DSSC و پروسکایت، مشکلات پایداری مشابهی با سلول های خورشیدی آلی دارند، بنابراین شانس خوبی وجود دارد که بتوانند در حل مشکلات پایداری در این فناوری ها نیز کمک کنند."
سلول در مقاله ارائه شد "ویتامین C برای سلول‌های خورشیدی آلی مبتنی بر گیرنده فولرن عکس پایدار، منتشر شده دررابط های مواد کاربردی ACS.اولین نویسنده مقاله سامباتکومار بالاسوبرامانیان از SDU CAPE است. این تیم شامل محققانی از SDU و دانشگاه ری خوان کارلوس بود.
با نگاهی به آینده، این تیم برنامه هایی برای تحقیقات بیشتر در مورد رویکردهای تثبیت با استفاده از آنتی اکسیدان های طبیعی دارد. Engmann با اشاره به تحقیقات امیدوارکننده بر روی دسته جدیدی از آنتی اکسیدان ها گفت: "در آینده، ما به تحقیقات در این جهت ادامه خواهیم داد."
زمان ارسال: ژوئیه-10-2023