Phát triển diện tích lớn, công nghệ in pin mặt trời hữu cơ
bởi Hội đồng Nghiên cứu Khoa học & Công nghệ Quốc gia
(trái) mô-đun năng lượng mặt trời hữu cơ hiệu suất cao, độ ổn định cao kết hợp các lớp quang hoạt bậc ba. (phải) Hiệu suất của mô-đun năng lượng mặt trời hữu cơ hiệu suất cao, ổn định cao, tích hợp các lớp quang hoạt bậc ba. Nhà cung cấp: Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST)
Công nghệ pin mặt trời là một nguồn năng lượng sạch nổi bật. Đặc biệt, pin mặt trời hữu cơ, một phần của thế hệ thứ ba của pin mặt trời, đang được chú ý như một công nghệ cốt lõi để tạo ra năng lượng tia mặt trời đô thị vì chúng có thể được in và áp dụng cho các bức tường bên ngoài hoặc cửa sổ kính của các tòa nhà. Tuy nhiên, vùng quang hoạt hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển nó thành điện vẫn nhỏ hơn đáng kể 0,1 cm². Ngoài ra, việc thương mại hóa bị cản trở bởi các vấn đề về hiệu suất và khả năng tái tạo xảy ra khi mở rộng diện tích ô lên vài m2 ở những nơi có mức cung cấp năng lượng thực tế.
Một nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Hae Jung Son thuộc Trung tâm Nghiên cứu Quang điện Tiên tiến tại Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST; Chủ tịch: Seok-Jin Yoon) dẫn đầu đã phát hiện ra các yếu tố gây suy giảm hiệu suất trong các pin mặt trời hữu cơ diện tích lớn và công bố phát triển vật liệu phụ gia polyme mới để phát triển công nghệ pin mặt trời hữu cơ, diện tích lớn.
Nhóm nghiên cứu tập trung vào dạng thành phần của lớp quang hoạt trong pin mặt trời hữu cơ và quy trình giải pháp, là một phần của quy trình sản xuất pin mặt trời hữu cơ. Phương pháp phủ spin, một quy trình giải pháp chủ yếu được sử dụng trong giai đoạn nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, tạo ra một hỗn hợp lớp quang hoạt đồng nhất do dung môi bay hơi nhanh trong khi chất nền quay với tốc độ cao. Tuy nhiên, quy trình giải pháp liên tục, diện tích lớn được thiết kế cho mục đích sử dụng công nghiệp đã làm giảm hiệu suất pin mặt trời do tốc độ bay hơi dung môi của dung dịch vật liệu pin mặt trời quá chậm. Do đó, có thể hình thành sự kết hợp không mong muốn giữa các chất quang hoạt.
mô-đun năng lượng mặt trời hữu cơ hiệu suất cao, ổn định cao. Nhà cung cấp: Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST)
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một loại phụ gia polyme có thể ngăn chặn hiện tượng này bằng cách tương tác với các vật liệu dễ kết tụ. Kết quả là, các lớp quang hoạt bậc ba có chứa các chất phụ gia polyme đã được chế tạo để ngăn chặn sự kết tụ trong các lớp quang hoạt. Ngoài ra, nhờ có khả năng kiểm soát cấu trúc cấp nano, cải thiện hiệu suất pin mặt trời và bảo mật ổn định chống lại sự gia tăng nhiệt độ do ánh sáng gây ra trong quá trình hoạt động của pin mặt trời. Hiệu suất mô-đun đạt được là 14,7%, dẫn đến hiệu suất tăng 23,5% so với hiệu suất của hệ thống nhị phân thông thường. Hiệu quả và độ ổn định được đồng thời chứng minh bằng cách duy trì hơn 84% hiệu suất ban đầu trong 1.000 giờ, ngay cả trong môi trường được làm nóng 85 ℃.
Tiến sĩ Son của KIST tuyên bố rằng họ "đã tiến gần hơn đến việc thương mại hóa pin mặt trời hữu cơ bằng cách đề xuất nguyên tắc cốt lõi của vật liệu pin mặt trời có khả năng xử lý dung dịch chất lượng cao, diện tích lớn", thể hiện rõ hơn rằng "việc thương mại hóa thông qua nghiên cứu tiếp theo sẽ làm cho việc sản xuất năng lượng tự cung tự cấp thân thiện với môi trường có thể dễ dàng áp dụng cho các bức tường bên ngoài tòa nhà và ô tô, đồng thời cũng được sử dụng làm nguồn năng lượng cho các thiết bị di động và IoT. "
Nghiên cứu đã được công bố trên Nano Energy.
