À l. a. recherche de stabilité pour soutenir des cellules solaires extérieures durables

L. a. constitution moléculaire des semi-conducteurs organiques est l. a. clé de l. a. stabilité externe des cellules solaires organiques. Une compréhension moléculaire d’une famille de matériaux organiques pour cellules solaires, connus sous le nom d’accepteurs non fullerène de l. a. série Y (Y-NFA), pourrait contribuer à améliorer leur stabilité à l’extérieur.

L. a. découverte a été publiée par une équipe dirigée par l’Université des sciences et applied sciences du roi Abdallah. Julesdevrait conduire à de nombreuses packages allant des fenêtres photovoltaïques intégrées aux bâtiments aux serres à émissions nettes nulles.

Les cellules solaires organiques, légères, flexibles, semi-transparentes et largement fabriquées, occupent une position centrale dans l. a. recherche sur les énergies renouvelables. Les efforts visant à améliorer l’efficacité de l. a. conversion énergétique ont conduit les chercheurs à introduire des Y-NFA dans l. a. couche energetic de ces dispositifs, ouvrant ainsi de nouveaux horizons pour les cellules solaires hautement efficaces.

Les Y-NFA ont un massive spectre d’absorption, des niveaux d’énergie réglables et d’excellentes propriétés de transfert de fee, ce qui en fait des composants idéaux pour le photovoltaïque organique, explique Han Shu, Ph.D. Un étudiant du groupe de Derya Baran.

L’équipe de recherche a désormais produit des appareils avec une efficacité report de 19 %, mais l. a. relation entre leur constitution moléculaire et leur stabilité n’est pas claire. Les performances constantes des cellules solaires à base de Y-NFA dans des prerequisites de fonctionnement réelles restent difficiles à atteindre, ce qui entrave l. a. commercialisation de ces dispositifs.

L. a. stabilité, tout aussi importante que l’efficacité, est cruciale lors de l’évaluation des cellules solaires. L. a. durée de vie de l’appareil dépend de facteurs tels que l’humidité ambiante, l’oxygène et l’exposition à l. a. lumière et à l. a. chaleur, et « l’évaluation externe, par rapport aux évaluations de stabilité à l’échelle du laboratoire, est le moyen le plus proche d’évaluer les véritables performances d’une cellule solaire ». dit Xu.

Baran, Xu et leurs collègues ont évalué l. a. stabilité externe de diverses cellules solaires à base de Y-NFA dans des prerequisites climatiques saoudiennes extrêmement chaudes pour comprendre l. a. relation structure-stabilité de ces dispositifs et guider l. a. conception de petites molécules qui produiraient des dispositifs hautes performances avec des performances améliorées. améliorations. l. a. stabilité.

Pour empêcher l. a. propagation de l’humidité et de l’oxygène dans les appareils et contrer leurs effets, ils ont enveloppé les appareils dans du polyuréthane thermoplastique et ont mesuré leurs performances en utilisant l. a. lumière du soleil externe comme supply de lumière.

“Nos exams ont révélé que les cellules solaires organiques extérieures présentaient des changements minimes de performances à 65°C et que l. a. stabilité globale des cellules solaires est liée à leur photostabilité”, explique Xu. Cela indique que l. a. lumière est le major facteur déterminant l. a. durée de vie externe des appareils. “Améliorer l. a. photostabilité des matériaux des couches actives est a very powerful pour augmenter l. a. durée de vie des cellules solaires en extérieur.”

Les chercheurs ont découvert un lien entre l. a. constitution moléculaire et l. a. stabilité externe des Y-NFA. Ils ont découvert que les groupes terminaux fonctionnels fluorés et les longues chaînes latérales d’hydrocarbures au sein des molécules Y-NFA améliorent l. a. stabilité externe et les protègent de l. a. photodégradation, ce qui est essentiel pour maintenir l’efficacité et l. a. longévité des cellules solaires Y-NFA à l’extérieur.

Les chercheurs prévoient une coopération internationale pour effectuer des exams de stabilité externes sur différents appareils dans différents environnements. Ils travaillent également à l. a. fabrication d’appareils prêts à être commercialisés. “L. a. fabrication d’appareils à grande échelle est indispensable à l. a. commercialisation, ce qui nécessite l’intégration de plusieurs applied sciences”, explique Xu.