Các nhà nghiên cứu tại Đại học Åbo Akademi ở Phần Lan đã xác định và loại bỏ một cơ chế mất mát chưa từng được biết đến trước đây trong các tế bào năng lượng mặt trời hữu cơ, giúp chúng hiệu quả hơn và có tuổi thọ dài hơn. Kết quả cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về cách có thể tăng hiệu quả và độ ổn định trong tương lai.
Thực hiện SiO x N y có nguồn gốc tại chỗ cho OSC đảo ngược thông qua lắng đọng dung dịch PHPS và xử lý bằng không khí sau đó. Tín dụng: Nature Photonics (2025). DOI: 10.1038/s41566-024-01574-0. https://www.nature.com/articles/s41566-024-01574-0
Công trình của Nhóm nghiên cứu điện tử hữu cơ tại Đại học Åbo Akademi được thực hiện với sự hợp tác của nhóm Giáo sư Chang-Qi Ma tại Viện Công nghệ Nano và Nano-Bionic Tô Châu. Các thành viên của nhóm nghiên cứu từ Đại học Åbo Akademi bao gồm Ronald Österbacka, Sebastian Wilken và Oskar Sandberg. Các kết quả được công bố trên tạp chí Nature Photonics.
Nghiên cứu đã chứng minh hiệu suất vượt trội hơn 18% ở các tế bào quang điện đảo ngược cấu trúc có diện tích 1cm2. Nghiên cứu cũng đạt được tuổi thọ cao nhất được báo cáo của các tế bào quang điện hữu cơ cho đến nay, đạt 24.700 giờ dưới ánh sáng trắng, tương ứng với tuổi thọ hoạt động dự kiến là hơn 16 năm.
Pin quang điện hữu cơ rất thú vị về mặt thương mại hóa vì chúng nhẹ, linh hoạt và có quy trình sản xuất tiết kiệm năng lượng. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng đã tăng đáng kể trong năm năm qua, với các tế bào quang điện hữu cơ tốt nhất, dựa trên cái gọi là cấu trúc thông thường, đạt hơn 20% trong phòng thí nghiệm.
Tuy nhiên, các vật liệu được sử dụng dễ bị phân hủy khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và không khí, và tính ổn định lâu dài của các loại pin này vẫn cần được cải thiện để có thể sử dụng rộng rãi.
Về mặt tuổi thọ, lớp tiếp xúc trên cùng của pin mặt trời được làm từ vật liệu bền nhất là có lợi. Những pin mặt trời đảo ngược cấu trúc này, hay pin mặt trời nip, là một lựa chọn ổn định hơn, mặc dù hiệu suất chuyển đổi năng lượng của chúng vẫn còn kém hơn so với các thiết kế thông thường. Khám phá của các nhà nghiên cứu cho thấy một cách đầy hứa hẹn để cải thiện cả hiệu suất và độ ổn định của những pin mặt trời hữu cơ đảo ngược cấu trúc này.
Công trình này đã xác định được một cơ chế mất mát chưa từng được biết đến trong các tế bào quang điện hữu cơ và một cách để khắc phục nó. Tiếp xúc dưới cùng của các thiết bị này, được làm từ các oxit kim loại như kẽm oxit, tạo ra một vùng tái hợp hẹp dẫn đến mất dòng quang điện.
Bằng cách áp dụng một lớp thụ động oxit silic nitrat (SiOxNy) mỏng được xử lý bằng dung môi trên tiếp xúc dưới cùng, diện tích tái hợp được loại bỏ, dẫn đến hiệu quả được cải thiện. Công trình này nhấn mạnh tiềm năng sử dụng phương pháp này trong sản xuất quy mô lớn các tế bào quang điện hữu cơ hiệu quả và ổn định.
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
