친환경 용매로 처리된 고효율 유기 태양전지

유기태양전지는 빠르게 발전하고 있으며, 현재 실험실에서 생산되는 태양전지의 최대 에너지 효율은 18% 이상이다. 에너지 효율은 햇빛의 에너지가 태양 전지에서 유용한 에너지로 전환되는 양을 측정합니다. 유기 태양 전지의 효율 한계는 약 24%로 간주됩니다.

한 가지 과제는 10년 이상 작동할 수 있을 만큼 안정적인 유기 태양 전지를 만드는 것입니다. 또 다른 문제는 독성 용매와 상대적으로 낮은 끓는점이 포함된 용액으로 만든 태양 전지가 가장 높은 에너지를 얻을 수 있다는 것입니다. 낮은 끓는점은 용액이 약간 너무 빨리 증발하기 때문에 제조 공정에서 문제를 일으킬 수 있습니다. 더 높은 끓는점, 더 환경 친화적인 용매를 사용하면 즉시 에너지 효율이 낮아집니다. 이것은 전 세계의 연구자들이 해결하고자 하는 문제입니다.

이러한 문제는 이제 스웨덴 Linköping 대학과 중국 Suzhou 대학의 연구원이 주도하는 공동 프로젝트에서 해결되었습니다.

그들은 독성 성분이 전혀 포함되지 않은 고비점 용액을 사용하고 에너지 효율이 17% 이상인 태양 전지를 성공적으로 제조했습니다. 또한 면적이 36제곱센티미터인 그린 솔벤트 처리된 태양광 모듈은 14% 이상의 전력 변환 효율을 보인다. 이는 현재까지 활성면적이 20cm2 이상인 유기태양전지 모듈 중 최고 효율이다. 이 두 가지 혁신은 유기 태양 전지 기술의 대규모 상업적 혁신에 매우 중요합니다.

Linköping 대학의 전자 및 광자 재료학과의 Gao Feng 교수와 공동으로 박사후 연구원인 Zhang Rui는 다음과 같이 말했습니다. .&따옴표;

유기태양전지의 기능이 점차 향상되고 있다. 광자 형태의 태양광이 유기 반도체 공여체에 의해 흡수될 때,&"여기 상태&로 이루어져. 전자는 더 높은 에너지 수준으로 점프하고 더 낮은 에너지 수준에서 구멍을 생성하지만 여전히 끌어당깁니다. 전자가 완전히 방출되지 않고 광전류가 생성되지 않습니다. 연구원들은 실험을 수행했고 전자를 받아들이는 다양한 억셉터 물질을 추가하여 광전류를 생성할 수 있도록 했습니다.

몇 년 전 중국 연구원들은 유기 태양 전지에 고효율을 제공할 수 있는 Y6이라는 새로운 유형의 억셉터 물질을 개발했습니다.

공동 간행물에 설명된 작업은 이제 BTO라는 게스트 분자를 찾는 데 성공했으며, 이는 태양 전지의 Y6 분자가 광전류를 생성할 수 있는 녹색 용매에서 단단하고 안정적인 방식으로 적층되도록 합니다. 효율적인. BTO를 추가하면 더 큰 면적의 태양 전지를 효율적으로 제조할 수도 있습니다.

& quot;우리의 전략은 다성분 혼합물에서 유기 공여체와 수용체 사이의 상호 작용을 최적화하기 위한 명확한 설계 규칙을 설정하고 유기 태양광 기술의 미래 발전을 위한 핵심 요구 사항을 충족합니다." Soochow 대학의 Li Yaowen 교수는 말했습니다.