Namuose > Naujienos > Turinys
Hibridinės saulės elementai turi lankstus elektroninius ir nešiojamuosius įrenginius
Nov 03, 2018

Paviršiaus defektų poveikio supratimas yra didesnis hibridinių organinių ir neorganinių saulės elementų efektyvumas.

               Hibridinės saulės elementai naudoja sąsają, apimančią organinių ir neorganinių medžiagų sluoksnius saulės šviesai paversti elektra. Cinko oksidas (ZnO) yra populiarus neorganinių medžiagų pasirinkimas, nes jis yra pigus, netoksiškas ir lengvai prieinamas.

Tačiau hibridinių saulės elementų, naudojamų ZnO / organinių donorų tūrinių heterojuncijų, konvertavimo efektyvumas šiuo metu yra labai mažas - tik 2 proc., Kai ZnO yra sumaišytas su organine donorine medžiaga. Kita vertus, tinkamas 6,1 proc. Efektyvumas pasiekiamas, kai ZnO naudojamas kaip sluoksnis, įterptas tarp elektrodo ir polimero arba mažos molekulės akceptorių sluoksnio.

Jean-Luc Bredas iš KAUST Solar & Photovoltaics inžinerijos tyrimų centro ir kolega Hong Li įtaria, kad esminiai ZnO trūkumai yra pagrindinis veiksnys, dėl kurio prastos veiklos. Palyginus skirtingų hibridinių medžiagų elektroninių savybių skirtumus, jie padarė išvadą, kad cinko vakcinos mažina konversijos efektyvumą, trukdydamos įkrovos atskyrimo procesui esant sąsajai tarp organinių ir neorganinių medžiagų.

Gerai žinoma, kad "ZnO" įvairiomis funkcijomis naudoja įvairius vaidmenis, priklausomai nuo naudojamos organinės medžiagos ir architektūros tipų. Kai mišinys su polimeru arba mažos molekulinės donorais, tokiais kaip lytisitienilas, ZnO prisiima elektronų akceptoriaus vaidmenį: jis užima arba "priima" elektronus ir palieka teigiamai įkrautus skylutes, esančias lytistienilo sluoksnyje.

Kai tarp elektrodo ir fullereno akceptoriaus sluoksnio yra sandarūs, ZnO padeda perkelti elektronus iš fullereno sluoksnio į elektrodą. Šie procesai leidžia efektyviai konvertuoti saulės šviesą į elektros energiją.

Tyrėjai naudojo kompiuterinį modeliavimą, kad ištirtų, kaip cinko oksido paviršiaus cinko laisvos vietos paveikia šiuos du procesus. ZnO / sexithienilo tūriniam heterozigoniui ZnO paviršiuje esančios cinko vakcinos gali trukdyti vietiniam įkrovos perkėlimui ZnO / sexithienyl sąsajoje ir taip pat gali užkirsti kelią veiksmingam įkrovos atskyrimui dėl stipraus kulono sąveikos. Tačiau ZnO / fullerene sąsajos atveju tokios laisvos darbo vietos reikšmingai nekeičia mokesčio pervedimo proceso.

Dėl šių priežasčių iki šiol sukurtos ZnO / organinės heterojuncijos yra neveiksmingos. Palyginimui, cinko vakcinos turi žymiai didesnį neigiamą poveikį ZnO / sexitienilui nei ZnO / fullereno sąsajos. Rezultatai turi didelę įtaką hibridinių saulės baterijų, kurios yra pritaikytos lanksčiajai elektronikai ir nešiojamiesiems įrenginiams, kūrimui.

"Iš mūsų tyrimo paaiškėjo, kokiu mastu defektai metalų oksidų, tokių kaip ZnO, paviršiuje, lemia bendras elektronines savybes ir galiausiai prietaiso efektyvumą", - pažymėjo Bredas. Jis teigė, kad išvados nurodo galimus būdus pagerinti saulės elementų efektyvumą per paviršiaus modifikacijas.