С Vacuum-обробка покращує ефективність і довговічність органічних сонячних елементів

Революція в органічних сонячних елементах: досягнення дослідників Уханьського університету

Уявіть, як органічні сонячні елементи можуть змінити світ своєю ефективністю та стабільністю. Ось Дослідницька команда Уханьського університету на чолі з професором Тао Вангом розробила інноваційний процес вакуумної термічної відпустки (VTA), який вирішує головні проблеми цих пристроїв. Цей метод трансформує внутрішню структуру фотогальванічного активного шару, забезпечуючи тривалу та сильну продуктивність органічних сонячних елементів. Як це працює? Все зосереджено на контролі наномасштабного розташування донора і акцептора матеріалів у активній плівці.

Команда дослідників відзначила: “процес VTA прискорює випаровування розчинника, одночасно сприяючи сприятливій молекулярній організації”. Під час VTA компоненти донора накопичуються внизу плівки, а компоненти акцептора — зверху. Це створює стратифіковану, але з’єднану псевдо-об’ємну гетеропереходу з p-i-n-типом профілю, що забезпечує ефективне транспортування та виділення зарядів.

Підвищення продуктивності з VTA

Дослідники використали такі засоби характеристики, як рентгенівська фотоелектронна спектроскопія та ширококутне рентгенівське розсіювання, щоб визначити, що плівки, оброблені VTA, мають вищий молекулярний порядок. Це дало змогу досягти високої ефективності – елементи перетворюють потужність з ефективністю 20,5%. Покращене пакування збільшило продуктивність пристрою, роблячи його конкурентоспроможним на ринку.

Інша перевага VTA – це дивовижна стабільність. Звичайні пристрої зберігали 80% своєї початкової виходу протягом понад 3,900 годин при безперервному освітленні. Архітектури, оптимізовані для стабільності, показали екстрапольований термін служби до 54​,000 годин. Це один з найдовших термінів служби для органічних сонячних елементів.

Новий рівень стійкості

Покращена кристалічність та пригнічена фазова сепарація, створені VTA, формують міцну морфологічну структуру. Дослідники зазначили, що такі плівки піддаються меншій релаксації та коарсингу доменів під термічним стресом, що знижує втрати продуктивності та підвищує стійкість.

Процес VTA продемонстрував свою ефективність на кількох матеріальних системах, таких як PM6/L8-BO, D18/L8-BO та PM6/PY-IT. Це підкреслює те, що технологія може бути застосована в широкому масштабі для вдосконалення органічних сонячних елементів.

Виразний успіх VTA підтверджує, що відносно просте постоброблення може стати рішенням для компромісу між високою ефективністю та довготривалою стаб