Mae ymchwilwyr o Ddenmarc yn adrodd bod trin celloedd solar organig nad ydynt yn llawn-dderbynnydd â fitamin C yn darparu gweithgaredd gwrthocsidiol sy'n lleddfu'r prosesau diraddiol sy'n deillio o amlygiad gwres, golau ac ocsigen. Cyflawnodd y gell effeithlonrwydd trosi pŵer o 9.97%, foltedd cylched agored o 0.69 V, dwysedd cerrynt cylched byr o 21.57 mA/cm2, a ffactor llenwi o 66%.
Ceisiodd tîm o ymchwilwyr o Brifysgol De Denmarc (SDU) gyfateb y datblygiadau a wnaed mewn effeithlonrwydd trosi pŵer ar gyfer celloedd solar organig (OPV) âderbynnydd di-fullerene (NFA)deunyddiau gyda gwelliannau sefydlogrwydd.
Dewisodd y tîm asid asgorbig, a elwir yn gyffredin fel fitamin C, a'i ddefnyddio fel haen goddefol rhwng haen cludo electron sinc ocsid (ZnO) (ETL) a'r haen ffotoweithredol o gelloedd OPV NFA sydd wedi'u gwneud â pentwr haen dyfais gwrthdro a a polymer lled-ddargludol (PBDB-T:IT-4F).
Adeiladodd y gwyddonwyr y gell gyda haen indium tun ocsid (ITO), y ZnO ETL, yr haen fitamin C, yr amsugnwr PBDB-T:IT-4F, haen ddewisol cludwr molybdenwm ocsid (MoOx), ac arian (Ag). ) cyswllt metel.
Canfu'r grŵp fod yr asid ascorbig yn cynhyrchu effaith ffotosefydlogi, gan adrodd bod gweithgaredd gwrthocsidiol yn lleddfu'r prosesau diraddiol sy'n deillio o amlygiad i ocsigen, golau a gwres. Datgelodd profion, megis amsugno uwchfioled-gweladwy, sbectrosgopeg rhwystriant, foltedd sy'n ddibynnol ar olau a mesuriadau cerrynt, hefyd fod fitamin C yn lleihau ffotobleaching moleciwlau NFA ac yn atal yr ailgyfuniad tâl, nododd yr ymchwil.
Dangosodd eu dadansoddiad, ar ôl 96 h o ffotoddiraddio parhaus o dan 1 Haul, fod y dyfeisiau wedi'u hamgáu sy'n cynnwys y rhynghaenog fitamin C wedi cadw 62% o'u gwerth gwreiddiol, gyda'r dyfeisiau cyfeirio yn cadw dim ond 36%.
Dangosodd y canlyniadau hefyd nad oedd yr enillion sefydlogrwydd yn dod ar gost effeithlonrwydd. Cyflawnodd y ddyfais hyrwyddwr effeithlonrwydd trosi pŵer o 9.97%, foltedd cylched agored o 0.69 V, dwysedd cerrynt cylched byr o 21.57 mA/cm2, a ffactor llenwi o 66%. Roedd y dyfeisiau cyfeirio sy'n cynnwys dim fitamin C, yn arddangos effeithlonrwydd o 9.85%, foltedd cylched agored o 0.68V, cerrynt cylched byr o 21.02 mA/cm2, a ffactor llenwi o 68%.
Pan ofynnwyd iddi am botensial masnacheiddio a scalability, Vida Engmann sy'n bennaeth grŵp yn yCanolfan Ffotofoltäig Uwch a Dyfeisiau Ynni Ffilm Tenau (SDU CAPE), wrth gylchgrawn pv, “Ein dyfeisiau yn yr arbrawf hwn oedd 2.8 mm2 a 6.6 mm2, ond gellir eu cynyddu yn ein labordy rholio-i-rôl yn SDU CAPE lle rydym yn gwneud modiwlau OPV yn rheolaidd hefyd.”
Pwysleisiodd y gellir graddio'r dull gweithgynhyrchu, gan dynnu sylw at y ffaith bod yr haen ryngwyneb yn “gyfansoddyn rhad sy'n hydawdd mewn toddyddion arferol, felly gellir ei ddefnyddio mewn proses cotio rholio-i-rholio fel gweddill yr haenau” yn cell OPV.
Mae Engmann yn gweld potensial ar gyfer ychwanegion y tu hwnt i OPV mewn technolegau celloedd trydydd cenhedlaeth eraill, megis celloedd solar perovskite a chelloedd solar sy'n sensitif i liw (DSSC). “Mae gan dechnolegau lled-ddargludyddion organig/hybrid eraill, megis DSSC a chelloedd solar perovskite, faterion sefydlogrwydd tebyg i gelloedd solar organig, felly mae siawns dda y gallant gyfrannu at ddatrys problemau sefydlogrwydd yn y technolegau hyn hefyd,” meddai.
Cyflwynwyd y gell yn y papur “Fitamin C ar gyfer Celloedd Solar Organig nad ydynt yn Seiliedig ar Fwleren-Derbynnydd Ffoto-Stabl,” a gyhoeddwyd ynRhyngwynebau Deunydd Cymhwysol ACS.Awdur cyntaf y papur yw Sambathkumar Balasubramanian SDU CAPE. Roedd y tîm yn cynnwys ymchwilwyr o SDU a Phrifysgol Rey Juan Carlos.
Wrth edrych ymlaen mae gan y tîm gynlluniau ar gyfer ymchwil pellach i ddulliau sefydlogi gan ddefnyddio gwrthocsidyddion sy'n digwydd yn naturiol. “Yn y dyfodol, rydyn ni’n mynd i barhau i ymchwilio i’r cyfeiriad hwn,” meddai Engmann gan gyfeirio at ymchwil addawol ar ddosbarth newydd o wrthocsidyddion.
Amser postio: Gorff-10-2023