Skip to main content

Preparation and Application of new n-type, Electron Acceptor Materials in Organic Solar Cells

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowe materiały dla potrzeb fotowoltaiki organicznej

Naukowcy finansowani ze środków UE pracują nad fotoprzewodnikiem organicznym na bazie perylenu, który skutecznie pobierałby energię słoneczną.

Energia

Jako silne akceptory elektronów, diimidy perylenowe (PDI) są powszechnie stosowane jako akceptory polimeryczne w ogniwach słonecznych o polimerowych heterozłączach masowych (BHJ). Jednak istnieje niewielka liczba materiałów na bazie PDI, które zsyntetyzowano i wykorzystano jako komponenty fotoaktywne. W ramach finansowanego przez UE projektu "Preparation and application of new n-type, electron acceptor materials in organic solar cells" (DAMASCO) opracowywane są i testowane nowatorskie akceptory elektronów i polimery do uzyskiwania efektywnych ogniw typu BHJ. Projekt ukazuje wysoką wszechstronność chemiczną PDI, poprzez wprowadzenie podstawników w pozycjach diimidów lub w pozycjach "bay". Naukowcy zaprojektowali już serie cząstek na bazie PDI o różnych pierścieniach aromatycznych w pozycjach "bay". Nowe materiały na bazie PDI zostały w pełni scharakteryzowane pod względem ich optycznych i elektrochemicznych właściwości. Ich najwyższe i najniższe punkty zajmowały poziomy energii orbitali molekularnych, które okazały się odpowiednie do zastosowania jako akceptory w mieszankach z określonym materiałem przewodnictwa niedomiarowego (politiofenem, PH3T). Ponadto, spadek intensywności fotoluminescencji w tego typu mieszankach pokazał, że proces fotoindukowanego przeniesienia ładunku odbywa się między PH3T a PDI. Uzyskano współczynniki sprawności konwersji mocy rzędu 1%, co stanowi jeden z najlepszych rezultatów dla ogniw słonecznych typu BHJ zawierających PDI/PH3T jako warstwę aktywną. Naukowcy skupili się także na opracowaniu innych akceptorów elektronów i na syntezowaniu dimerów PDI oraz akceptorów polimerowych wykorzystujących inne jednostki donorowe. DAMASCO zdecydowanie przyczynił się do wzbogacenia dziedziny polimerowych ogniw słonecznych, projektujące nowe fotoaktywne materiały organiczne. Niemniej jednak, aby uruchomić opłacalną masową produkcję, należy poświęcić wiele uwagi dalszemu zwiększaniu wydajności konwersji mocy i wydłużeniu ich okresu życia.

Słowa kluczowe

Fotowoltaika organiczna, akceptor elektronów, diimidy perylenowe, polimer, heterozłącze masowe, politiofen

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania