Le trafic de médecin à haut débit stimule l’efficacité des cellules solaires organiques

Dans une progression récente, les chercheurs ont développé une technique de pompage à haut débit de médecin qui améliore l’efficacité des cellules solaires organiques (OSC) tout en utilisant des solvants écologiques et non halogénés.

Cette méthode innovante relève non seulement des défis environnementaux et d’évolutivité des solvants traditionnels, tels que le chloroforme, mais obtient également des efficacités de conversion de puissance impressionnantes (PCE) de 18,20% et 17,36% avec des solvants verts comme l’O-xylène et le toluène, respectivement. Avec une efficacité de module de 16,07%, cette percée ouvre la voie à une fabrication plus durable et à grande échelle d’OSC.

Les cellules solaires organiques (OSC) sont saluées pour leur conception légère et flexible et leur potentiel de production à faible coût et rouleau. Cependant, l’utilisation généralisée de solvants halogénés, notamment le chloroforme, a soulevé des préoccupations en raison de leurs risques environnementaux et de santé.

Ces solvants limitent également l’évolutivité, car ils nécessitent des concentrations élevées et des fenêtres de traitement étroites qui compliquent la production à grande échelle. Alors que les solvants verts non halogénés ont été considérés comme une alternative plus sûre, leur solubilité inférieure et leur morphologie de film sous-optimale ont historiquement entravé les performances des dispositifs. Cela a créé un besoin important de nouvelles méthodes de fabrication qui peuvent optimiser les solvants verts sans sacrifier l’efficacité.

Publié dans le Journal de l’Université du Central Southune équipe de recherche a introduit une méthode à haut débit de médecin qui surmonte ces défis. La technique réduit la concentration de solution nécessaire pour les OSC, permettant l’utilisation de solvants respectueux de l’environnement comme l’O-xylène et le toluène sans compromettre l’efficacité. L’équipe a démontré une efficacité de module remarquable de 16,07% en utilisant de l’O-xylène, présentant le potentiel de production OSC plus verte et évolutive.

En employant la technique de pontage du médecin à haut débit à 70 mm / s, les chercheurs ont réduit la concentration de solution à seulement 8,8 mg / ml – plus faible que les 15,4 mg / ml nécessaires aux méthodes traditionnelles de revêtement de spin. Cela a permis d’utiliser des solvants non halogénés, qui sont plus durables environnementaux.

Les résultats étaient frappants, les dispositifs traités par l’O-xylène atteignant un PCE de 18,20%, dépassant l’efficacité de 17,36% des dispositifs traités au toluène. Le temps de transition liquide à solide plus long de 6 secondes avec de l’O-xylène, contre seulement 1,7 seconde avec du toluène, a joué un rôle essentiel dans l’amélioration de la cristallinité du film, la réduction des défauts et l’augmentation de la mobilité des porteurs.

L’analyse morphologique a confirmé que les films traités par l’O-xylène présentaient un emballage moléculaire supérieur et une cristallinité, contribuant davantage à l’efficacité plus élevée. De plus, l’évolutivité de la technique a été démontrée avec la réussite d’une efficacité de module de 16,07%.

Le Dr Jun-Liang Yang, l’auteur correspondant de l’étude, a souligné la signification des résultats de l’équipe. « Cette étude représente un bond en avant significatif dans le domaine du photovoltaïque organique », a-t-il déclaré. « En développant une technique de pontage de médecin à grande vitesse qui fonctionne avec des solvants non halogénés, nous avons non seulement amélioré l’efficacité des cellules solaires organiques, mais les avons également rendues plus durables et évolutives pour applications industrielles. « 

Le développement de cette technique de fililation de doctorat à grande vitesse offre une solution prometteuse pour la production de masse de cellules solaires organiques Utiliser des solvants verts, résoudre à la fois les préoccupations environnementales et les défis d’évolutivité. Cette innovation a le potentiel de réduire considérablement l’empreinte carbone de la fabrication de cellules solaires tout en maintenant une grande efficacité.

Avec l’efficacité des modules dépassant 16% en utilisant des solvants non halogénés, cette technologie est très prometteuse pour une variété d’applications commerciales, y compris des panneaux solaires flexibles et légers pour l’électronique portable, des photovoltaïques intégrés à la construction et des fermes solaires à grande échelle. Cette recherche met en évidence le rôle des solvants verts dans la progression technologies d’énergie renouvelable et conduire un avenir énergétique plus durable.

Fourni par Central South University