Асиметричний дизайн бічних ланцюгів підвищує ефективність товстошарових органічних сонячних елементів

Новий прорив у органічних сонячних елементах: TT-Ph-C6 від Пекінського нормального університету та Університету Ціндао

Привіт, друже! Сьогодні ми поговоримо про неймовірний прорив у галузі альтернативної енергетики, який може змінити уявлення про ефективність сонячних елементів. Група дослідників з Пекінського нормального університету та Університету Ціндао, до складу якої входили професори Жішан Бо, Цюйхонг Лі, Яхуаєм Лю та Хао Лю, розробила новий не злитий кільцевий електронний акцептор під назвою TT-Ph-C6. Це інноваційне рішення відкриває нові горизонти для удосконалення товстоплівкових органічних сонячних елементів.

Що ж такого особливого в TT-Ph-C6?

Інноваційний матеріал TT-Ph-C6 ставить за мету подолання проблем, пов’язаних із толерантністю до товщини плівки та заповнювального фактора, які зазвичай обмежують потенціал NFREA у порівнянні з акцепторами злитих кілець. Використання стратегії інженерії асиметричних бічних груп на TT-Ph-C6 дозволило досягти рекордного заповнюючого фактора 80,1%. Це вагоме досягнення у світі органічних сонячних елементів!

Ефективність і досягнення

Пристрої на основі TT-Ph-C6 демонструють приголомшливу ефективність перетворення потужності (PCE) на рівні 18,01%. Що ще важливіше — їхня продуктивність залишається високою навіть при значному збільшенні товщини активного шару: PCE становить 15,18% при товщині 200 нанометрів та 14,64% при 300 нанометрах, що є одним із найвищих показників для не злитих акцепторів у таких умовах.

Структурні особливості та перспективи

Матеріал TT-Ph-C6 вирізняється наявністю асиметричних фенілалкіламінових бічних ланцюгів, які підвищують розчинність і сприяють ущільненому тривимірному молекулярному укладанню. Це, у комбінації зі структурно міцною кристалічною формою та ефективним перенесенням заряду, підтримує відмінні показники пристроїв. Не менш важливим є те, що технологія виготовлення є екологічно відповідальною, оскільки при ній використовується о-ксилен як розчинник, що допомагає уникати галогенізованих добавок.

Команда дослідників вже працює над масштабуванням процесів, що дозволить створювати багаторозмірні гнучкі модулі, придатні для промислового виготовлення за допомогою технології рулонного друку.

Майбутнє технології сонячних елементів

Зараз вчені сфокусовані на розширенні бібліотеки асиметричних бічних ланцюгів для розробки тандемних арх