3 мин. чтения
7/3/2024 8:30:01 AM

Новый акцептор нефульлирена помогает достичь 20,2% эффективности в органических солнечных элементах

Article Preview Image Материалы и производительность устройства.Кредит: Jiang et al.(Nature Energy, 2024).

В последние годы инженеры представили широкий спектр фотоэлектрических (PV) решений, которые могли бы облегчить устойчивую генерацию электроэнергии по всему миру.К ним относятся органические солнечные элементы (OSC), PV -устройства, которые используют органические молекулы или полимеры для преобразования солнечного света в электрическую мощность.

Эти солнечные элементы могут иметь заметные преимущества, в том числе высокую гибкость, более легкий вес и более низкие затраты на изготовление.Тем не менее, их эффективность преобразования власти (PCE) остается значительно ниже, чем у солнечных элементов на основе кремния.

Исследователи из Китайской академии наук и Пекинского нормального университета недавно разработали новый асимметричный акцептор нефлерена (то есть материал, который может принимать и транспортировать электроны), который может повысить эффективность OSC.Этот материал, введенный в статье, опубликованном в природе энергии, обладает различными выгодными оптоэлектронными свойствами, включая высокий квантовый выход фотолюминесценции (PLQY) и делокализованные экситоны.

«Для органических солнечных элементов (OSC), соединение зазора с ограничением Shockley-quiesser требует одновременного снижения потери энергии для высокого напряжения в открытом круге, улучшая использование света для повышения плотности тока короткого замыкания и поддержания идеальной наноморфологии с высоким коэффициентом заполнения с высоким коэффициентом заполнения с высоким коэффициентом заполнения с высоким коэффициентом заполнения с высоким коэффициентом заполнения с высоким коэффициентом заполнения с высоким коэффициентом заполнения с высоким коэффициентом заполнения с высоким коэффициентом заполнения с высоким коэффициентом заполненияБлагодаря молекулярному дизайну и разработке устройств »Юаньюань Цзян, Шоминг Солн и их коллеги написали в своей статье.

«Мы разрабатываем и синтезируем асимметричный акцептор, не являющийся фальлереном (Z8) с привязанными фенильных группами, чтобы установить сплав в тройных OSC».

Асимметричный акцептор нефульлирена, разработанный Цзян, Солнца и их коллег, характеризуется боковыми цепями фенил-суптизации.Его замечательные оптоэлектронные свойства могут снизить нерадиативные потери энергии в солнечных элементах, одновременно способствуя эффективному генерации и переносу электрического заряда.

«Асимметричная структура сводит к минимуму нерадиативную потерю энергии и рекомбинацию заряда из-за делокализованных экситонов»,-написали Цзян, Сан и их коллеги.«Фенил-замещенная алкильная боковая цепь влияет на межмолекулярные взаимодействия, улучшая наноморфологию пленки с эффективной диссоциацией экситонов и снижением рекомбинации заряда».

Чтобы оценить свои вновь разработанные акцепторы, исследователи использовали их для изготовления OSC с одним соединением.Полученные солнечные элементы достигли высокообладающей эффективности 20,2% (сертифицированные 19,8%), что выгодно сравнивается с другими OSC, разработанными в последние годы.

«Благодаря теоретическим расчетам мы рассмотрим общее распределение потерь фотонов и носителей и анализируем потенциал для улучшения напряжения в открытом цирке, плотности тока короткого замыкания и коэффициента заполнения, обеспечивая рациональное руководство для дальнейшего развития производительности ОСК», Цзян, Цзян, Цзян, Цзян, Цзян, Цзян, Цзян, Цзян, Цзян, Цзян,Солнце и их коллеги написали.

Хотя результаты, достигнутые акцепторами команды, обнадеживают, они по-прежнему не сравниваются с эффективностью, зарегистрированной в кремниевых и различных других неорганических фотоэлектрических технологиях.В следующих исследованиях Цзян, Сан и их коллеги планируют продолжить проектирование материалов, которые могут помочь свести к минимуму потери фотонов и носителей в OSC.

Их усилия могут способствовать развитию все более эффективных и масштабируемых OSC, которые могут быть реалистично развернуты в реальных условиях.Одновременно их работа может вдохновить других в исследовательском сообществе PV на разработку аналогичных нефульлирена, направленных на сокращение потерь как фотонов, так и носителей в клетках.

More information: Yuanyuan Jiang et al, Non-fullerene acceptor with asymmetric structure and phenyl-substituted alkyl side chain for 20.2% efficiency organic solar cells, Nature Energy (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01557-z

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Охлаждающий материал следующего поколения без электричества

8/10/2024 · 3 мин. чтения

Охлаждающий материал следующего поколения без электричества

Исследователи используют машинное обучение для оптимизации дизайна солнечных элементов

8/7/2024 · 3 мин. чтения

Исследователи используют машинное обучение для оптимизации дизайна солнечных элементов

*Facebook, Instagram, Meta - запрещенные в РФ организации.