Вакуумна відпустка підвищує ефективність та довговічність органічних сонячних елементів

Інноваційний метод підвищення ефективності та стабільності органічних сонячних елементів

Розвиток технологій в галузі альтернативної енергетики не стоїть на місці. Команда дослідників з Університету технологій Уханя на чолі з професором Тао Ваном зробила значний внесок у вдосконалення процесу виробництва органічних сонячних елементів. Метод, який вони розробили – вакуумний термоаннелінг (VTA) – вирішує нагальні проблеми, пов’язані з ефективністю та стабільністю таких пристроїв.

VTA працює на рівні контролю наномасштабного розподілу донорів та акцепторів у активній плівці сонячного елемента. Як зазначає команда, “процес VTA прискорює випаровування розчинника, сприяючи сприятливій молекулярній організації”. Говорячи простіше, він дозволяє донорним і акцепторним компонентам утворювати структуру, що сприяє кращому транспортуванню та вилученню зарядів, що, у свою чергу, підвищує ефективність перетворення енергії до 20,5%.

Тривала стабільність під постійним освітленням

Тестування стабільності продемонструвало вражаючі результати. Традиційні органічні сонячні елементи зберігали 80% своєї початкової продуктивності протягом понад 3900 годин. Однак із застосуванням VTA цей показник збільшився до 54000 годин. Це один з найдовших термінів, зареєстрованих для таких пристроїв, що до того ж поєднує високу ефективність з тривалою експлуатаційною стабільністю.

“Покращена кристалічність і придушена фазова сепарація, встановлені обробкою VTA, забезпечують надійну морфологічну структуру, яка протистоїть деградації,” – вказують дослідники. Додаткові вимірювання підтвердили, що оброблені VTA плівки краще переносять термічний стрес завдяки меншій структурній релаксації.

Широкі можливості застосування

Ще одна вагома перевага методу VTA – його універсальність. Він був успішно випробуваний на різних матеріальних системах, таких як PM6/L8-BO, D18/L8-BO та комбінована all-polymer PM6/PY-IT. Це означає, що він може бути широко застосований у виробництві органічних сонячних елементів, що є великим кроком вперед у розвитку гнучких, легких фотогальванічних модулів для масового використання.

Отже, метод VTA наочно демонструє, як відносно просте постоброблення може істотно підвищити ефективність і довгострокову стабільність органічних сонячних елементів, відкриваючи нові горизонти для їх практичного застосування в реальних умовах. Це важливий крок на шляху до сталого майбутнього, яке використовує природні джерела енергії максимально ефективно.