Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế trực thuộc UNIST đã công bố một loại phụ gia liên kết chéo mới có khả năng giải quyết đáng kể các vấn đề lâu nay về độ ổn định liên quan đến pin mặt trời hữu cơ, còn được gọi là quang điện hữu cơ (OPV).
Tóm tắt đồ họa. Tín dụng: ACS Energy Letters (2025). DOI: 10.1021/acsenergylett.4c02897
Với việc bổ sung chỉ 0,05% chất liên kết chéo này, tuổi thọ của OPV có thể được cải thiện hơn 59%. Các nhà phân tích trong ngành cho rằng bước đột phá này sẽ đưa việc thương mại hóa OPV - được coi là pin mặt trời thế hệ tiếp theo - đến gần hơn với thực tế.
Dưới sự dẫn dắt của Giáo sư BongSoo Kim thuộc Khoa Hóa học tại UNIST, nhóm nghiên cứu đã hợp tác với các nhà nghiên cứu từ Đại học California, Santa Barbara (UCSB), Đại học Lille tại Pháp và Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp (CNRS) để xác định nguyên lý hoạt động của chất liên kết chéo cải tiến này bằng cách sử dụng nhiều kỹ thuật phân tích tiên tiến.
Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí ACS Energy Letters.
OPV đang nổi lên như những tế bào năng lượng mặt trời thế hệ tiếp theo đầy hứa hẹn do dễ sản xuất và linh hoạt, cho phép chúng được sử dụng như màng phim. Tuy nhiên, bản chất vốn có của vật liệu hữu cơ đặt ra những thách thức đối với tính ổn định lâu dài, đặc biệt là khi tiếp xúc với nhiệt.
Trong khi các chiến lược trước đây đã khám phá việc bổ sung chất liên kết chéo để tăng cường độ ổn định, thì việc bổ sung quá nhiều thường làm giảm hiệu suất của pin.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một chất liên kết chéo azide sáu cầu (6Bx), một chất liên kết chéo quang hiệu quả cao, thể hiện hiệu ứng ổn định vượt trội với lượng phụ gia tối thiểu. 6Bx bao gồm sáu đơn vị liên kết chéo azide, cho phép đạt hiệu quả liên kết chéo lý thuyết ấn tượng là 96%.
Hiệu quả này vượt trội đáng kể so với các chất liên kết chéo thông thường, với bốn đơn vị azide mang lại hiệu quả 82% (4Bx) và hai đơn vị azide chỉ mang lại hiệu quả 36% (2Bx).
Các OPV được báo cáo chế tạo bằng chất liên kết chéo mới đã chứng minh hiệu suất ấn tượng là 11,70% ngay cả sau 1.680 giờ (70 ngày) ở 85°C, duy trì 93,4% hiệu suất ban đầu của chúng. Ngược lại, các OPV được sản xuất mà không có chất liên kết chéo đã giảm hiệu suất xuống còn 8,17%, chỉ chiếm 58,7% hiệu suất ban đầu là 13,92%. Điều này biểu thị sự cải thiện hơn 59% về tuổi thọ hiệu suất.
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng hiệu suất được nâng cao có thể là do khả năng ức chế hiệu quả chuyển động phân tử của phân tử chấp nhận Y6 trong lớp quang hoạt của thiết bị OPV, được kích hoạt bởi các phản ứng liên kết chéo.
Giáo sư Kim tuyên bố, "Chúng tôi đã giải quyết thành công các vấn đề về độ ổn định mãn tính trong pin mặt trời hữu cơ thông qua việc phát triển các tác nhân liên kết ngang quang hiệu suất cao và nghiên cứu toàn diện về cơ chế của chúng. Nghiên cứu này sẽ đóng góp đáng kể vào việc phát triển các công nghệ tăng cường độ ổn định để thương mại hóa OPV."
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
