JuH > De' > 'a ghIH
Hybrid sól frumur hafa umsóknir í sveigjanlegum rafeindabúnaði og flytjanlegum tækjum
Nov 03, 2018

Skilningur á áhrifum yfirborðsgalla stuðlar að bættri skilvirkni blönduðra lífrænna / ólífrænna sólfrumna.

               Hybrid sól frumur nota tengi sem samanstendur af lögum af lífrænum og ólífrænum efnum til að breyta sólarljósi í rafmagn. Sinkoxíð (ZnO) er vinsælt val fyrir ólífræn efni vegna þess að það er ódýrt, eitrað og auðvelt að nálgast.

Hins vegar er skilvirkni skilvirkni blendinga sólfrumna sem nota ZnO / lífræna-gjafa magn heterósýtingar nú mjög lág- aðeins 2 prósent þegar ZnO er blandað í lífrænt gjafaefni. Hins vegar hefur hagkvæm 6,1 prósent skilvirkni verið náð þegar ZnO er notað sem lag samlokið milli rafskauts og lag af fjölliðu eða smámóluviðtakara.

Jean-Luc Bredas frá KAUST Sól- og ljósviðfræðiverkfræðistofu og samstarfsmaður Hong Li grunar að raunverulegir gallar í ZnO séu lykilatriði í fátæku frammistöðu. Með því að bera saman muninn á rafrænum eiginleikum milli ýmissa blönduðu efna, komu þeir að þeirri niðurstöðu að sinklausnir draga úr umbreytni skilvirkni með því að koma í veg fyrir hleðslu aðskilnað aðferð við tengi milli lífrænna og ólífrænna efna.

Það er vel þekkt að ZnO samþykkir mismunandi hlutverk í lausu heterojunctions eftir því hvaða lífrænt efni og arkitektúr er notað. Þegar blönduð með fjölliðu eða smámóteingjafa eins og sexithienyl, tekur ZnO í sér hlutverk rafeindakoðara: það tekur upp eða "samþykkir" rafeindir og skilur jákvætt hlaðin holur á bak í sexithienyllagi.

Þegar samskeyti milli rafskauts og fullorðins samþykkislags hjálpar ZnO að flytja rafeindin úr fullerene laginu til rafskautsins. Þessar aðferðir gera kleift að umbreyta sólarljósi í rafmagn.

Rannsakendur notuðu tölvuleiknanir til að kanna hvernig sink lausnir á yfirborði sinkoxíðs hafa áhrif á þessar tvær aðferðir. Fyrir ZnO / sexithienyl lausnirnar, geta zink lausnir við ZnO yfirborðið komið í veg fyrir staðbundna hleðsluflutning við ZnO / sexithienyl tengið og getur einnig komið í veg fyrir skilvirka hleðslu aðskilnað vegna sterkrar Coulomb milliverkana. Hins vegar, fyrir ZnO / fullerene tengið, hafa slíkar lausnir ekki veruleg áhrif á hleðsluferlinu.

Af þessum ástæðum eru ZnO / lífrænar heterojunctions þróaðar hingað til óhagkvæmir. Til samanburðar hafa hins vegar sink lausnir verulega meiri neikvæð áhrif á ZnO / sexithienyl en á ZnO / fullerene tengi. Niðurstöðurnar hafa mikilvæga þýðingu fyrir þróun blendinga sól frumna, sem hafa forrit í sveigjanlegum rafeindatækni og flytjanlegur tæki.

"Það sem við lærðum af rannsóknum okkar er að hve miklu leyti galla á yfirborði málmoxíðs eins og ZnO ákvarða heildar rafræna eiginleika og að lokum tæki virkni," benti Bredas. Hann lagði til að niðurstöðurnar sýndu mögulegar leiðir til að bæta sólarorku skilvirkni með yfirborði breytingar.