Исследователи разрабатывают стратегию молекулярной фиксации для органических солнечных батарей

Органические солнечные батареи малой площади, использующие стратегию молекулярной фиксации, достигли эффективности преобразования энергии в 20,4 %, а модули большей площади — рекордной эффективности активной площади в 18,8 %.

Схема интерфейса и характеристики органических солнечных элементов, основанные на стратегии молекулярной фиксации

Группа китайских ученых разработала стратегию молекулярной фиксации для органических солнечных элементов.

Стратегия команды ученых предполагает использование промежуточного слоя из хлорида индия (InClx), нанесенного методом вакуумного напыления, для стабилизации границы раздела между электродом и дырочно-транспортным слоем в органических солнечных элементах.

Промежуточный слой работает за счет запуска реакции обмена лигандов, формируя прочную мультидентатную координационную сеть индия-кислорода-фосфора (In-O-P), способную плотно и равномерно закреплять самоорганизующиеся монослои (self-assembled monolayers, SAM).

Работа ученых представлена в научной статье «Блокировка SAM с помощью хлорида посредством реакции обмена лигандов обеспечивает эффективность активной площади 18,8 % и стабильность органических солнечных модулей», опубликованной в журнале Joule.

В статье объясняется, что, хотя органические солнечные батареи достигли впечатляющих показателей эффективности в лабораторных условиях, сложность формирования плотных и стабильных самоорганизующихся монослоев на поверхности оксида индия и олова сдерживает развитие этой технологии и препятствует созданию коммерчески выгодных модулей. В статье также говорится, что координационная сеть In-O-P «увеличивает энергию связи и способствует практически идеальному покрытию монослоем даже на подложках большой площади с превосходной воспроизводимостью от партии к партии».

Исследовательская группа разработала малогабаритные органические солнечные элементы с использованием метода молекулярной фиксации, которые достигли эффективности преобразования энергии в 20,4 %.

Профессор Лю Цюань, автор исследования, добавил, что затем команда масштабировала технологию до модулей с площадью апертуры 15,6 квадратных сантиметра. Эти устройства с большей площадью достигли эффективности преобразования энергии в 18,8 %, что, по словам Лю, является рекордом.

Дополнительные результаты исследования показывают, что устройства сохраняют более 85 % своей первоначальной эффективности после 2000 часов отслеживания точки максимальной мощности при непрерывной работе при температуре 25 °C.

«Наш подход представляет собой универсальную межфазную платформу, которая позволяет решить трилемму эффективности, стабильности и масштабируемости», — говорится в научной статье.

В исследовательскую группу вошли ученые из Нинбоского института материаловедения и инженерии Китайской академии наук. Работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая и ключевой программой исследовательского плана общественного благосостояния Нинбо.

Challenger A12HR-240W https://invertory.ru/product/Challenger-A12HR-240W/