Ученые из кластера РИКЕН для новаторских исследований и Центром развития наук о материалах RIKEN удалось, в сотрудничестве с международными партнерами, в создании ультратонких органических солнечных батарей, который является одновременно очень эффективным и прочным. С помощью простой пост-отжига процесс, они создали гибкий органический клеток, что ухудшает менее чем на 5% в течение 3000 часов в атмосферных условиях и одновременно имеет коэффициент преобразования энергии-ключевой показатель эффективности солнечных батарей — 13 процентов.
Органические фотоэлектрические элементы считаются перспективной альтернативой силиконовой основе обычных пленок, будучи более экологически чистые и дешевые в производстве. Ультратонкий гибкий солнечный клетки являются особенно привлекательными, поскольку они могут обеспечить большую мощность на единицу веса и быть использованы в различных полезных приложений, таких как питание носимой электроники и датчиков и исполнительных устройств в мягкой робототехники. Однако, ультратонких органических пленок, как правило, быть относительно эффективным, как правило, имеющих энергетический коэффициент около 10 до 12 процентов, что значительно ниже, чем в кремниевых элементов, которая может достигать 25 процентов, или твердых органических клеток, которые могут составить около 17 процентов. Сверхтонких пленок также, как правило, быстро разрушаются под воздействием солнечного света, тепла и кислорода. Исследователи пытаются создать сверхтонких пленок, которые являются энергоэффективными и долговечны, но часто непростой компромисс.
В исследовании, опубликованном в Трудах Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, группе удалось показать, что ультратонкий ячейка может быть одновременно прочным и эффективным. Группа начала с полупроводникового полимера для слоя доноров, разработанный компанией Toray Индастриз, Инк., и экспериментировал с новой идеей, использования без фуллерена акцептора, повышения термической стабильности. Помимо этого, они экспериментировали с простой после отжига процесс, где материал нагревается до 150 градусов по Цельсию после первоначального отжига при 90 градусов. Этот шаг оказался критическим в повышении долговечности устройства путем создания стабильного взаимодействия между слоями.
По данным Кэндзиро Фукуда, один из авторов исследования, «путем объединения новых генерирующих мощностей слой с простой пост-отжиг, мы добились высокой эффективности преобразования энергии и длительного хранения стабильность в ультра-тонких органических солнечных батарей. Наши исследования показывают, что ультра-тонких органических фотоэлементов может быть использовано для электропитания высокой мощности в стабильно в течение длительного периода времени, и может использоваться даже в тяжелых условиях, таких как высокая температура и влажность. Я очень надеюсь, что это исследование будет способствовать развитию долгосрочного стабильного питания устройств, которые могут использоваться в носимой электронике, такой как датчики, прикрепленные к одежде».
Исследование во главе с исследователями RIKEN и сделано в сотрудничестве с исследователями из Токийского университета, Университета Калифорнии в Санта-Барбаре и Университета Монаша.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!