덴마크 연구진은 풀러렌 수용체가 없는 유기 태양 전지를 비타민 C로 처리하면 열, 빛, 산소 노출로 인한 분해 과정을 완화하는 항산화 활성을 제공한다고 보고했습니다. 이 전지는 9.97%의 전력 변환 효율, 0.69V의 개방 회로 전압, 21.57mA/cm²의 단락 회로 전류 밀도, 그리고 66%의 충전율을 달성했습니다.
덴마크 남부 대학(SDU)의 연구진은 유기 태양 전지(OPV)의 전력 변환 효율에서 이루어지고 있는 발전과 동일한 수준을 달성하고자 노력했습니다.비풀러렌 수용체(NFA)안정성이 향상된 소재.
연구팀은 비타민 C로 흔히 알려진 아스코르브산을 선택하여, 역전된 소자층 스택과 반도체 폴리머(PBDB-T:IT-4F)로 제작된 NFA OPV 셀의 전자 전달층(ETL)과 광활성층 사이의 수동화층으로 사용했습니다.
과학자들은 인듐 주석 산화물(ITO) 층, ZnO ETL, 비타민 C 층, PBDB-T:IT-4F 흡수체, 몰리브덴 산화물(MoOx) 캐리어 선택층, 은(Ag) 금속 접촉부로 구성된 셀을 만들었습니다.
연구팀은 아스코르브산이 광안정화 효과를 나타내며, 항산화 활성이 산소, 빛, 열에 노출되어 발생하는 분해 과정을 완화한다고 보고했습니다. 자외선-가시광선 흡수, 임피던스 분광법, 광의존 전압 및 전류 측정 등의 시험을 통해 비타민 C가 NFA 분자의 광퇴색을 감소시키고 전하 재결합을 억제한다는 사실도 밝혀졌습니다.
분석 결과, 1 태양에서 96시간 동안 지속적으로 광분해한 후, 비타민 C 중간층이 포함된 캡슐화된 장치는 원래 값의 62%를 유지한 반면, 기준 장치는 36%만 유지했습니다.
결과는 안정성 향상이 효율 저하를 초래하지 않음을 보여주었습니다. 우승 소자는 9.97%의 전력 변환 효율, 0.69V의 개방 회로 전압, 21.57mA/cm²의 단락 회로 전류 밀도, 그리고 66%의 충전율을 달성했습니다. 비타민 C를 포함하지 않은 비교 소자는 9.85%의 효율, 0.68V의 개방 회로 전압, 21.02mA/cm²의 단락 회로 전류, 그리고 68%의 충전율을 나타냈습니다.
상용화 가능성과 확장성에 대해 질문을 받았을 때, 그룹을 이끄는 Vida Engmann은첨단 태양광 및 박막 에너지 소자 센터(SDU CAPE), pv 매거진에 따르면, "이 실험에서 사용된 장치는 2.8mm2와 6.6mm2였지만, OPV 모듈을 정기적으로 제작하는 SDU CAPE의 롤투롤 연구실에서 크기를 늘릴 수 있습니다."
그녀는 제조 방법을 확장할 수 있다고 강조하며, 계면 층은 "일반 용매에 녹는 저렴한 화합물이기 때문에 OPV 셀의 나머지 층과 마찬가지로 롤투롤 코팅 공정에 사용될 수 있다"고 지적했습니다.
엥만은 페로브스카이트 태양 전지나 염료감응형 태양 전지(DSSC)와 같은 다른 3세대 전지 기술에서도 OPV 이외의 첨가제의 잠재력을 보고 있습니다. "DSSC나 페로브스카이트 태양 전지와 같은 다른 유기/하이브리드 반도체 기반 기술도 유기 태양 전지와 유사한 안정성 문제를 가지고 있기 때문에, 이러한 기술에서도 안정성 문제 해결에 기여할 가능성이 높습니다."라고 그녀는 말했습니다.
세포는 논문 "에 제시되었습니다.광안정성 비풀러렌 수용체 기반 유기 태양 전지용 비타민 C, 에 게시됨ACS 응용 재료 인터페이스.이 논문의 제1저자는 SDU CAPE의 삼바트쿠마르 발라수브라마니안입니다. 연구팀에는 SDU와 레이 후안 카를로스 대학교의 연구진이 참여했습니다.
앞으로 연구팀은 천연 항산화제를 활용한 안정화 접근법에 대한 추가 연구를 계획하고 있습니다. 엥만은 새로운 종류의 항산화제에 대한 유망한 연구를 언급하며 "앞으로 이 방향으로 연구를 계속할 것입니다."라고 말했습니다.
게시 시간: 2023년 7월 10일