Các nhà khoa học vừa phát triển một vật liệu mới để nâng cấp pin mặt trời hữu cơ

Các nhà khoa học vừa tiến gần hơn đến việc thương mại hóa các tế bào năng lượng mặt trời hữu cơ.
Các nhà khoa học vừa phát triển một vật liệu mới để nâng cấp pin mặt trời hữu cơ

Một nhóm các nhà nghiên cứu do Hae Jung Son chỉ đạo tại Trung tâm Nghiên cứu Quang điện Tiên tiến của Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc đã xác định các yếu tố gây ra sự suy giảm hiệu suất trong các pin mặt trời hữu cơ diện tích lớn và phát triển một vật liệu phụ gia polyme mới để phát triển diện tích lớn , công nghệ pin mặt trời hữu cơ, theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nano Energy.

Điều này có ý nghĩa quan trọng vì một số lý do: Việc thương mại hóa nghiên cứu pin mặt trời hữu cơ có thể mở đường cho khả năng tự cung tự cấp năng lượng thân thiện với môi trường. Đáng chú ý, các tế bào như vậy có thể đơn giản được đặt bên ngoài các tòa nhà và ô tô, cũng như được sử dụng làm nguồn năng lượng cho các thiết bị di động và IoT.

Pin mặt trời hữu cơ

Trong trường hợp bạn chưa biết, pin mặt trời hữu cơ, là một phần thế hệ thứ ba của pin mặt trời, đang trở nên phổ biến như một công nghệ quan trọng để tạo ra năng lượng trong đô thị. Điều này là do chúng có thể được in và gắn vào các bức tường bên ngoài của tòa nhà hoặc cửa sổ kính.

Tuy nhiên, nó có những mặt hạn chế. Diện tích quang hoạt của nó, nơi thu nhận ánh sáng mặt trời và chuyển nó thành năng lượng, nhỏ hơn nhiều 0,1 cm², có nghĩa là việc thương mại hóa của nó bị cản trở bởi các vấn đề về hiệu suất và khả năng lặp lại phát sinh khi diện tích tế bào được tăng lên vài m² ở những nơi có mức cung cấp năng lượng khả thi.

Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã tập trung vào dạng thành phần của lớp quang hoạt trong pin mặt trời hữu cơ cũng như quy trình giải pháp. Một phương pháp được gọi là lớp phủ spin tạo ra một hỗn hợp lớp quang hoạt đồng nhất bằng cách làm bay hơi nhanh chóng dung môi trong khi chất nền quay với tốc độ cao; tuy nhiên, diện tích lớn được phát triển cho mục đích sử dụng công nghiệp đã làm tổn hại đến hiệu suất của pin mặt trời.

Điều này xảy ra do tốc độ bay hơi dung môi của dung dịch vật liệu pin mặt trời quá chậm và kết quả là có thể xảy ra sự kết tụ không mong muốn giữa các thành phần quang hoạt. Để ngăn chặn hành vi này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một chất phụ gia polyme tương tác với các vật liệu dễ bị kết tụ.

Tăng sức mạnh!

Đối với nghiên cứu, các lớp quang hoạt bậc ba bao gồm các chất phụ gia polyme đã được tạo ra để ngăn chặn sự kết tụ của lớp quang hoạt. Hơn nữa, có thể đạt được các cải tiến về hiệu suất của pin mặt trời và đảm bảo tính ổn định chống lại sự gia tăng nhiệt độ do ánh sáng gây ra trong quá trình hoạt động của pin mặt trời do khả năng sửa đổi cấu trúc cấp nano.

Nhìn chung, hiệu suất mô-đun là 14,7 phần trăm, dẫn đến mức tăng hiệu suất 23,5 phần trăm so với hệ thống nhị phân tiêu chuẩn, theo nghiên cứu. Khả năng duy trì hơn 84 phần trăm hiệu suất ban đầu trong 1.000 giờ ở nhiệt độ 85 ° C đã chứng minh cả hiệu quả và độ ổn định.

Theo Son, họ "đã tiến gần hơn đến việc thương mại hóa pin mặt trời hữu cơ bằng cách đề xuất nguyên tắc cốt lõi của vật liệu pin mặt trời có khả năng xử lý dung dịch chất lượng cao, diện tích lớn." Đó là một tin thú vị vì quang điện hữu cơ có tiềm năng giảm đáng kể toàn bộ chi phí của hệ thống năng lượng mặt trời, biến mặt trời trở thành nguồn năng lượng sạch phổ biến thực sự.

Tiến Phát
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM