ثوال ، المملكة العربية السعودية ، 22 يونيو 2021 – أظهرت التجارب أن طلاء بسماكة جزيء واحد فقط يمكن أن يحسن أداء الخلية الكهروضوئية العضوية (OPV). في الأداء ، تجاوز الطلاء PEDOT: PSS ، وهي المادة الرئيسية المستخدمة في نفس المهمة. بالإضافة إلى تحسين أداء OPVs ، يمكن استخدام طلاء الجزيء الوحيد الذي طوره علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا (KAUST) لتحسين الأجهزة الأخرى التي تعتمد على الجزيئات العضوية ، مثل مصابيح LED وأجهزة الكشف عن الصور.
عندما يدخل الضوء إلى خلية كهروضوئية ، تطلق طاقته إلكترونًا وتترك فجوة موجبة تسمى الثقب. في OPVs ، يستخدم PEDOT: PSS على نطاق واسع لتسهيل نقل الثقوب إلى القطب. ومع ذلك ، فإن المادة باهظة الثمن وحمضية ، ويمكن أن تضعف أداء الخلية بمرور الوقت.
طور علماء جامعة الملك عبدالله خلية شمسية عضوية بطلاء إلكترود بسماكة جزيء واحد فقط يتجاوز سمك الخلايا الكهروضوئية الأكثر شيوعًا. بإذن من كاوست ديسكفري للين وآخرون. الى.
بحثًا عن بديل لـ PEDOT: PSS ، استخدم فريق جامعة الملك عبدالله طبقة رقيقة من جزيء نقل الثقوب ، Br-2PACz ، والذي يرتبط بإلكترود من أكسيد القصدير الإنديوم (ITO) لتكوين طبقة أو طبقة جزيئية واحدة.
أظهرت الاختبارات أن خلية شمسية عضوية باستخدام Br-2PACz حققت كفاءة تحويل طاقة (PCE) بنسبة 18.4٪ ، مقارنة بـ 17.5٪ PCE حصلت عليها خلية مكافئة باستخدام PEDOT: PSS. تسببت مادة الطلاء Br-2PACz أيضًا في مقاومة كهربائية أقل من PEDOT: PSS وتحسين النقل / استخراج الحفرة ، وسمحت لمزيد من الضوء بالتألق في طبقة الامتصاص. قام Br-2PACz أيضًا بتحسين بنية الطبقة الممتصة للضوء ، وهو تأثير يقول الباحثون إنه قد يكون مرتبطًا بعملية الطلاء.
قال الباحث جوانبو لين: “لقد فوجئنا بتحسن الأداء”. “نعتقد أن Br-2PACz يمكنه استبدال PEDOT: PSS نظرًا لتكلفته المنخفضة وأدائه العالي.”
يمكن أن يؤدي طلاء الجزيء المفرد أيضًا إلى تحسين إعادة تدوير الخلايا الشمسية ؛ وجد الباحثون أنه يمكن إزالة القطب الكهربي ITO من الخلية ، وإزالة الطلاء وإعادة استخدامه لإظهار أداء قوي بنفس القدر. استخدام PEDOT: يمكن أن يضعف PSS سطح ITO. يمكن أن يسبب خللاً وظيفيًا إذا أعيد استخدامه في خلية أخرى.
على الرغم من أن OPVs لا تتنافس حتى الآن مع أداء خلايا السيليكون ، إلا أنه يمكن أن يكون إنتاجها أسهل وأرخص على نطاق واسع في تقنيات الطباعة.
تم نشر الدراسة في ChemSusChem (www.doi.org/10.1002/cssc.202100707).
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
