Führer
Kürzlich schlug das Forscherteam der Ulsan Nationalen Universität für Wissenschaft und Technologie in Südkorea erfolgreich eine neue Methode zur Lösung der Probleme mit der Dicke von optisch aktiven Schichten in organischen Solarzellen vor, die das Prozessdesign fördern und die organische Solarzelle weiter voranbringen wird. Kommerzialisierung.
Hintergrund
Solarenergie hat viele Vorteile wie sauber, Umweltschutz, erneuerbare, leicht zugänglich, niedrige Kosten usw. Es ist eine neue Energiequelle mit großer Entwicklung und Nutzung Wert, und wurde weit entwickelt und genutzt.Allerdings sind Solarzellen eine typische Art. Solarenergienutzung, die Sonnenenergie in Strom umwandelt und speichert.
Die dominierenden Solarzellen bestehen heute noch aus anorganischen Halbleitern, am häufigsten sind siliziumbasierte Solarzellen aus monokristallinem, polykristallinem und amorphem Silizium, jedoch traditionelle Silizium-basierte anorganische Solarzellen Es hat die Nachteile hoher Herstellungskosten, eines hohen Energieverbrauchs, einer hohen Verschmutzung, eines komplizierten Verfahrens usw. Außerdem sind herkömmliche anorganische Solarzellen sperrig, starr, spröde, unpraktisch zu transportieren und flexibel zu installieren und zu verwenden.
Allerdings haben aufstrebende organische Solarzellen (OSCs) niedrigere Herstellungskosten, einfachere Herstellungsprozesse und sind leicht, flexibel, ultradünn und transparent, wodurch sie leicht zu transportieren und flexibel einsetzbar sind.
Trotz der vieler Vorteile der organischen Solarzelle, jedoch ‚photoelektrische Umwandlungseffizienz‘ wurde mit anorganischen Solarzellen konkurrieren nicht in der Lage. Doch zum Glück in der letzten Jahren, organische photoelektrische Umwandlungseffizienz von Solarzellen zu mehr als 10% zugenommen hat, kann kommerzielle Anwendungen erreicht werden Eine Erhöhung der Dicke der optisch aktiven Schicht führt jedoch zu einer Verringerung der Effizienz der photoelektrischen Umwandlung und erfordert somit einen komplizierteren Herstellungsprozeß.
Innovation
Vor kurzem Professor für Chemische Verfahrenstechnik für Energie und der National University of Ulsan, Südkorea (UNIST) Technologie und ihre Changduk Yang das Forschungsteam erfolgreich führte ein neues Verfahren vorgeschlagen, können die Probleme lösen, mit organischen Solarzellen optisch aktiven Schichtdicke zugeordnet.
In dieser Studie verwendete das Forscherteam erfolgreich einen Nicht-Fullerenrezeptor in der optisch aktiven Schicht, um eine photoelektrische Umwandlungseffizienz von 12,01% in organischen Solarzellen zu erreichen, und auch die maximal gemessene Dicke beträgt 300. Im Nanometerbereich behält diese neue optisch aktive Schicht ihre anfängliche photoelektrische Umwandlungseffizienz bei.Diese Forschung wird das Prozessdesign fördern und die Kommerzialisierung organischer Solarzellen weiter vorantreiben.
Professor Yang gesagt: ‚konventionelle organische Solarzelle der optisch aktiven Schicht sehr dünn ist (100 nm), und daher gibt es keine große Fläche durch ein Druckverfahren, auch behandelt werden kann, wenn die maximale Dicke im Bereich von 300 nm gemessen wird, diese neuen optisch. Die aktive Schicht behält noch ihre anfängliche Effizienz.
Technologie
Solarzellen nutzen optisch aktive Schichten, um Sonnenenergie in elektrische Energie umzuwandeln: Wenn diese aktiven Schichten dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, entweichen angeregte Elektronen aus den Atomen und erzeugen freie Elektronen und Löcher im Halbleiter, während Elektronen und Löcher sich bewegen können. Bereitstellung von elektrischer Energie Die Übertragung von Elektronen wird "Kanal I" genannt und die Bewegung von Löchern wird "Kanal II" genannt
Sang Myeon Lee, ein Student an der UNIST School of Chemical Engineering and Energy, sagte: 'Aufgrund der geringen Lichtabsorptionsrate der aktiven dünnen Schicht verwendet die Fulleren-Solarzelle nur Kanal I. Die neue Solarzelle nutzt jedoch Kanal I und Kanal II und erreicht damit einen Wirkungsgrad von bis zu 12,01%.
Wert
In dieser Studie hat Professor Yang die Probleme gelöst, die mit der Dicke der optisch aktiven Schicht in organischen Solarzellen verbunden sind, was der Realisierung großflächiger Druckverfahren einen Schritt näher kommt.
Professor Yang sagte: ‚Diese Studie unterstreicht berücksichtigt und optimiert‘ zwei wichtige Faktoren, die Ladungstrennung / Transport ‚und‘ Domain-size‘, wodurch ein Hochleistungspolymer nicht-Fulleren-Solarzellen zu erzielen (NF -PSCs). In Zukunft werden wir zur Herstellung und Vermarktung von hocheffizienten organischen Solarzellen beitragen. '
Professor Yang sagte: ‚Unsere Forschung eine neue Art und Weise zeigt, dass wir weitere Beiträge zur Produktion und Vermarktung von effizienten organischen Solarzellen zu machen zu synthetisieren optisch aktive Material, nicht-Fulleren hoffen.‘
