Ученые стабилизировали органические солнечные батареи

17:07, 20 Авг, 2019
Евгения Комарова

Международная команда исследователей использовала органический краситель в промежуточном слое из оксида цинка, чтобы стабилизировать и повысить производительность солнечных батарей.

Над проектом работали сотрудники Университета Вюрцбурга, Германия, и Технологического университета южного Китая (ТУЮК), сообщает eurekalert.org. Органические солнечные батареи сделаны из дешевых, доступных материалов. Но их эффективность и стабильность уступают показателям кремниевых аналогов. Ученые нашли способ повысить электропроводность, производительность устройств. Они ввели в промежуточный слой из металлического оксида, соединяющий электрод с активным слоем, модифицированный органический краситель. Продукт повысил стабильность и эффективность устройства.

Выводы исследования опубликованы в Angewandte Chemie.

Ядром системы является активный слой из специальных органических молекул. Здесь свет генерирует электроны и дыры, которые перемещаются к электродам, создавая ток. Главной проблемой дизайна является соответствие типов материалов. Электроды сделаны из неорганики, активный слой – органический. Для их объединения часто применяют промежуточную структуру из металлического оксида. Но он не обеспечивает оптимальную проводимость.

Франк Вюртнер (Университет Вюрцбурга) и Цзэнци Се (ТУЮК) рассмотрели возможность повышения органичности и фотопроводимости оксида цинка для уменьшения контактного сопротивления при облучении солнечным светом. Созданный командой краситель формировал стабильные комплексы с металлическими ионами. Под действием света пигмент, гидрокси-PBI, вводил электроды в промежуточный слой оксида цинка, повышая проводимость.

Новую структуру поместили в солнечную батарею. Она включала электроды из алюминия, стекла из оксида индия и олова. Вместе с другими компонентами они сформировали архитектуру, известную как инвертированный объемный гетеропереходный элемент. Батарея демонстрировала рекордные 15% эффективности преобразования энергии.

Легирование промежуточного слоя имело несколько преимуществ. Ученые использовали несколько типов красителей, добившись конверсии почти 16%. Легирование повысило стабильность промежуточного слоя. Модификация красителя до гидрокси-формы обеспечило создание прочных комплексов с ионами цинка. Это привело к хорошему контакту компонентов гибридной органическо-неорганической структуры.

Поделитесь этой новостью
Комментарии (0)

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *