Нове розуміння електролітних добавок покращить чутливі до барвників сонячні елементи

Сенсибілізовані фарбами сонячні елементи, що використовуються в умовах недостатнього освітлення, можуть працювати більш послідовно завдяки покращеному розумінню ролі добавок в оптимізації електролітів.

Ноутбуки та мобільні телефони, серед інших пристроїв, можна заряджати або живити в приміщенні, подалі від прямих сонячних променів, за допомогою сонячних елементів, чутливих до барвників (DSC), які досягають ефективності до 34% при 1000 люкс від люмінесцентної лампи.

Для досягнення цієї ефективності використовувались електроліти на основі міді, що містять різні комбінації добавок, з різними на сьогодні результатами.

Взаємодія цих добавок із вмістом міді в електроліті викликало занепокоєння протягом останніх кількох років, і прогрес підривався відсутністю розуміння справжнього ефекту різних добавок.

Тепер дослідження, що фінансуються Австралійським центром удосконаленої фотоелектрики (ACAP) та підтримується Центром передового досвіду ARC у галузі науки Ексітон, продемонстрували вирішальне значення молекул 4-трет-бутилпіридину (tBP) та 1-метил-бензимідазолу (NMBI). ) як оптимальні добавки для максимізації продуктивності мідних окислювально-відновних медіаторів.

Результати опубліковані в журналі Передові енергетичні матеріали.

Рентгенівсько-дифракційний аналіз, поглинання та ядерно-магнітно-резонансна спектроскопія використовувались для того, щоб знайти комбінацію добавок, яка найбільш ефективно придушує рекомбінаційні втрати, що призводить до поліпшення роботи сонячних елементів.

Спільний перший автор, доктор Себастьян Фюрер з Університету Монаш та Exciton Science заявив: "Раніше дослідники були трохи стурбовані тим, що tBP може взаємодіяти з мідними комплексами, і всі сказали:" давайте спробуємо цього уникнути ". Люди думали, що це шкідливо для роботи сонячних батарей, але ми детальніше розглянули це. Насправді ми виявили, що насправді важливо тримати його, оскільки він зменшує один з основних механізмів втрат. Це справді захоплююча знахідка. Отже, звідси і далі, люди повинні думати про цю взаємодію, щоб мати високу ефективність для цих пристроїв ".

За словами Себастьяна, використання правильної добавки в нових мідних окислювально-відновних медіаторах зараз, мабуть, стане стандартним для майбутніх зусиль з покращення продуктивності DSC.

"Ви не можете залишити це поза увагою, оскільки сонячний елемент переходить від 9% ефективності до менш ніж 1%. Це справді величезна різниця", — сказав він.

"Замість того, щоб намагатись уникати такої взаємодії, на майбутнє дослідникам потрібно буде переконатися, що ця взаємодія відбувається, але лише з користю. Ми розглянули всі різні частини та вирішили велике питання. Результати дуже переконливі. "

Спільний перший автор, доктор Ребекка Мілхуйзен, також з Університету Монаш, додала: "Наші висновки визначають ключові механізми, що стримують продуктивність, і є кроком на шляху до розвитку недорогих матеріалів для транспортування заряду для сонячних елементів наступного покоління".

Старший автор професор Удо Бах з Університету Монаш вважає, що отримані результати дозволять дослідникам успішно розробляти та створювати більш ефективні матеріали наступного покоління.

"Протягом останніх років сонячні елементи, чутливі до барвників, які можна друкувати, значно підвищили ефективність", — сказав він.

"Це збільшення було в основному підживлене включенням нових сполук на основі міді, які допомагають розділити фотогенеровані заряди. У нашій роботі ми розкриваємо раніше невідомі подробиці про взаємодію цих сполук з іншими добавками в клітині, які є Ключ до їх видатних характеристик. Оснащені цими новими знаннями, ми тепер можемо розробити наступне покоління матеріалів для транспортування шихти на основі міді, які повинні бути ще більш ефективними ".

Facebook Comments