Tăng cường ánh sáng xanh của pin mặt trời hữu cơ

Tăng cường ánh sáng xanh của pin mặt trời hữu cơ

    Tăng cường ánh sáng xanh của pin mặt trời hữu cơ

    Enhancing organic solar cells' green glowLá bạch đàn. Ảnh: Donald Hobern từ Canberra, Australia/Wikimedia Commons, CC BY


    Các tế bào năng lượng mặt trời hữu cơ thậm chí có thể được làm xanh hơn bằng cách chuyển đổi các dung môi được sử dụng trong quá trình sản xuất chúng. Các nhà nghiên cứu của KAUST đã chỉ ra rằng các dung môi clo hóa độc hại ngày nay có thể được thay thế bằng các chất thay thế có nguồn gốc từ thực vật mà không ảnh hưởng đến hiệu suất thu ánh sáng của pin mặt trời.

    Quang điện hữu cơ (OPV) là một trong những công nghệ pin mặt trời thân thiện với môi trường nhất, góp phần tạo ra lượng khí thải carbon tương đương ba gam CO2 trên mỗi KW năng lượng. Tiến sĩ Daniel Corzo cho biết: "Tuy nhiên, quá trình chế tạo của chúng vẫn dựa vào dung môi halogen hóa, ngoài việc có liên quan đến nguy cơ sinh sản và ung thư, còn có nguồn gốc từ các quá trình hóa dầu". sinh viên trong phòng thí nghiệm của Derya Baran, người đứng đầu công việc.

    "Chúng tôi muốn tìm các giải pháp thay thế xanh để bảo vệ sức khỏe và sự an toàn của người lao động khi các tế bào này được sản xuất ở quy mô lớn hơn và để giảm hơn nữa lượng khí thải carbon của OPV."

    Dung môi rất quan trọng đối với quá trình sản xuất OPV vì chúng là cơ sở của loại mực có thể in được mà pin mặt trời hữu cơ được tạo ra. Corzo cho biết: “Những loại mực này yêu cầu các vật liệu hoạt tính hữu cơ duy trì trong dung dịch trong quá trình xử lý và sau đó kết tinh trong các điều kiện tối ưu khi mực khô đi. "Lựa chọn dung môi ảnh hưởng lớn đến quá trình xử lý OPV và hiệu suất tổng thể của thiết bị."

    Nhóm đã xác định các dung môi thay thế tiềm năng bằng cách áp dụng một khuôn khổ gọi là công thức hòa tan Hansen. Corzo giải thích: “Phương pháp này đo lường mức độ tương tự của các phân tử với nhau dựa trên tương tác phân tử của chúng. "Bạn có thể chọn các dung môi giống nhau ở cấp độ phân tử nhưng có các đặc tính có lợi, bao gồm giảm độc tính hoặc có nguồn gốc từ các nguồn tái tạo."

    Kỹ thuật này tiết lộ rằng các dung môi gốc thực vật được gọi là terpen—một nhóm bao gồm các loại dầu thơm eucalyptol và limonene—có thể là những chất thay thế phù hợp. Corzo cho biết: “Những dung môi này có thể được lấy từ tàn dư thực vật, chẳng hạn như lá bạch đàn hoặc vỏ cam, hoặc được sản xuất từ tảo và vi sinh vật trong các lò phản ứng sinh học.

    Hỗn hợp dung môi dựa trên các chất này tỏ ra rất phù hợp để sản xuất OPV. Corzo cho biết: "Chúng tôi đã thu được pin mặt trời với hiệu suất trên 16% bằng cách sử dụng mực dựa trên terpene—về cơ bản giống như từ dung môi clo hóa—nhưng với lượng khí thải carbon thấp hơn 85% và có khả năng trở thành carbon âm trong tương lai".

    "Chúng tôi tin rằng nhiều ngành công nghiệp và nhà phát triển công nghệ sẽ được hưởng lợi từ việc phát triển dung môi terpene," Baran cho biết thêm. Nhóm đã cung cấp miễn phí các phát hiện của họ trong một thư viện trực tuyến tương tác để lựa chọn dung môi xanh. Cô lưu ý: “Thư viện này có thể vượt ra ngoài việc sử dụng dung môi xanh cho thiết bị điện tử hữu cơ vì tecpen cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và nước hoa”.

    Các phát hiện được công bố trên tạp chí Nature Energy.

    Zalo
    Hotline