Do những cải tiến gần đây về hiệu quả mà pin mặt trời làm từ chất bán dẫn hữu cơ (dựa trên carbon) có thể chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng, việc cải thiện độ ổn định lâu dài của các thiết bị quang điện này đang trở thành một chủ đề ngày càng quan trọng. Các ứng dụng công nghệ trong thế giới thực đòi hỏi hiệu quả của thiết bị quang điện phải được duy trì trong nhiều năm.
Để giải quyết vấn đề then chốt này, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu cơ chế phân hủy của hai thành phần được sử dụng trong lớp hấp thụ ánh sáng của pin mặt trời hữu cơ: vật liệu ' cho điện tử ' và ' nhận điện tử '. Hai thành phần này cần thiết để tách cặp electron-lỗ trống liên kết được hình thành sau khi hấp thụ một photon thành các electron tự do và lỗ trống tạo thành dòng điện .
Trong nghiên cứu mới này được báo cáo ở Joule , một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế do Phòng thí nghiệm Cavendish, Đại học Cambridge đứng đầu, lần đầu tiên đã xem xét các con đường phân hủy của cả vật liệu cho và nhận điện tử.
Việc điều tra chi tiết về vật liệu cho điện tử khiến công việc nghiên cứu hiện tại khác biệt với các nghiên cứu trước đây và cung cấp những hiểu biết mới quan trọng cho lĩnh vực này. Cụ thể, việc xác định quá trình hủy kích hoạt cực nhanh duy nhất đối với vật liệu cho điện tử chưa từng được quan sát trước đây và cung cấp một góc độ mới để xem xét sự xuống cấp của vật liệu trong pin mặt trời hữu cơ .
Tiến sĩ Alex Gillett, tác giả chính của bài báo cho biết: “Thật thú vị khi phát hiện ra rằng một thứ dường như nhỏ như sự xoắn của chuỗi polyme lại có thể có tác động lớn đến hiệu quả của pin mặt trời”. "Trong tương lai, chúng tôi dự định phát triển dựa trên những phát hiện của mình bằng cách hợp tác với các nhóm hóa học để thiết kế các vật liệu cho điện tử mới với xương sống polyme cứng hơn. Chúng tôi hy vọng rằng điều này sẽ làm giảm xu hướng xoắn của polyme và do đó cải thiện tính ổn định của vật liệu hữu cơ. thiết bị pin mặt trời."
Do các đặc tính độc đáo của chúng, pin mặt trời hữu cơ có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng mà quang điện silicon truyền thống không phù hợp. Điều này có thể bao gồm các cửa sổ phát điện cho nhà kính truyền màu sắc ánh sáng cần thiết cho quá trình quang hợp, hoặc thậm chí là quang điện có thể cuộn lại để vận chuyển dễ dàng và phát điện di động.
Do đó, bằng cách xác định cơ chế suy giảm cần được giải quyết, nghiên cứu hiện tại trực tiếp đưa thế hệ vật liệu và ứng dụng quang điện tiếp theo đến gần hơn với thực tế.
