비타민C 처리로 역유기태양전지 안정성 향상

남부 덴마크 대학(SDU)의 연구진은 유기 태양 전지(OPV)의 전력 변환 효율성에 있어 현재 진행 중인 발전을 따라잡으려고 노력했습니다.비풀러렌 수용체(NFA)안정성이 향상된 소재.

연구팀은 일반적으로 비타민 C로 알려진 아스코르브산을 선택하고 이를 반전된 소자층 스택과 A로 제작된 NFA OPV 전지의 산화아연(ZnO) 전자 수송층(ETL)과 광활성층 사이의 보호층으로 사용했습니다. 반도체 폴리머(PBDB-T:IT-4F).

과학자들은 ITO(인듐 주석 산화물) 층, ZnO ETL, 비타민 C 층, PBDB-T:IT-4F 흡수체, 산화 몰리브덴(MoOx) 캐리어 선택 층 및 은(Ag)으로 셀을 만들었습니다. ) 금속 접촉.

연구진은 아스코르브산이 광안정화 효과를 나타내는 것을 발견했으며, 항산화 활성이 산소, 빛, 열에 노출되어 발생하는 분해 과정을 완화한다고 보고했습니다. 자외선-가시광선 흡수, 임피던스 분광법, 빛 의존 전압 및 전류 측정과 같은 테스트에서도 비타민 C가 NFA 분자의 광표백을 감소시키고 전하 재결합을 억제하는 것으로 밝혀졌습니다.

그들의 분석에 따르면 태양광 하에서 96시간 동안 연속 광분해가 이루어진 후 비타민 C 중간층을 포함하는 캡슐화된 장치는 원래 값의 62%를 유지한 반면, 기준 장치는 36%만 유지한 것으로 나타났습니다.

결과는 또한 안정성 향상이 효율성을 저하시키지 않는다는 것을 보여주었습니다. 챔피언 장치는 9.97%의 전력 변환 효율, 0.69V의 개방 회로 전압, 21.57mA/cm2의 단락 전류 밀도 및 66%의 충전율을 달성했습니다. 비타민 C가 포함되지 않은 기준 장치는 9.85% 효율, 0.68V의 개방 회로 전압, 21.02mA/cm2의 단락 전류, 68%의 충전율을 나타냈습니다.

상용화 가능성과 확장성에 대해 물었을 때, Vida Engmann 그룹을 이끌고 있는첨단 광전지 및 박막 에너지 장치 센터(SDU CAPE), pv 매거진과의 인터뷰에서 "이 실험에서 우리의 장치는 2.8mm2와 6.6mm2였지만 정기적으로 OPV 모듈을 제작하는 SDU CAPE의 롤투롤 연구실에서도 확장할 수 있습니다."라고 말했습니다.

그녀는 제조 방법을 확장할 수 있다고 강조하며, 계면층은 "일반적인 용매에 용해되는 저렴한 화합물이므로 나머지 층과 마찬가지로 롤투롤 코팅 공정에 사용할 수 있다"고 지적했습니다. OPV 셀.

Engmann은 페로브스카이트 태양전지 및 염료감응형 태양전지(DSSC)와 같은 다른 3세대 전지 기술에서 OPV 이상의 첨가제에 대한 잠재력을 보고 있습니다. 그녀는 “DSSC, 페로브스카이트 태양전지 등 다른 유기/하이브리드 반도체 기반 기술은 유기 태양전지와 유사한 안정성 문제를 갖고 있어 이들 기술의 안정성 문제 해결에도 기여할 수 있는 가능성이 크다”고 말했다.

세포는 논문에 발표되었습니다.광안정성 비풀러렌 수용체 기반 유기 태양전지를 위한 비타민 C,”에 게재됨ACS 응용 재료 인터페이스.논문의 첫 번째 저자는 SDU CAPE의 Sambathkumar Balasubramanian입니다. 팀에는 SDU와 Rey Juan Carlos University의 연구원이 포함되었습니다.

앞으로 팀은 자연적으로 발생하는 항산화제를 사용한 안정화 접근법에 대한 추가 연구 계획을 가지고 있습니다. Engmann은 새로운 종류의 항산화제에 대한 유망한 연구를 언급하면서 “앞으로 우리는 이 방향으로 계속 조사할 것입니다.”라고 말했습니다.