विटामिन सी उपचार उल्टे कार्बनिक सौर कोशिकाओं की स्थिरता में सुधार करता है

दक्षिणी डेनमार्क विश्वविद्यालय (एसडीयू) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने जैविक सौर कोशिकाओं (ओपीवी) के लिए बिजली रूपांतरण दक्षता में हो रही प्रगति का मिलान करने की कोशिश की।गैर-फुलरीन स्वीकर्ता (एनएफए)स्थिरता में सुधार वाली सामग्री।

टीम ने एस्कॉर्बिक एसिड का चयन किया, जिसे आमतौर पर विटामिन सी के रूप में जाना जाता है, और इसे जिंक ऑक्साइड (जेडएनओ) इलेक्ट्रॉन परिवहन परत (ईटीएल) और एनएफए ओपीवी कोशिकाओं की फोटोएक्टिव परत के बीच एक उलटे डिवाइस परत स्टैक और एक के साथ निर्मित एक निष्क्रियता परत के रूप में उपयोग किया जाता है। अर्धचालक पॉलिमर (PBDB-T:IT-4F)।

वैज्ञानिकों ने एक इंडियम टिन ऑक्साइड (ITO) परत, ZnO ETL, विटामिन C परत, PBDB-T:IT-4F अवशोषक, एक मोलिब्डेनम ऑक्साइड (MoOx) वाहक-चयनात्मक परत, और एक सिल्वर (Ag) के साथ सेल का निर्माण किया। ) धातु संपर्क।

समूह ने पाया कि एस्कॉर्बिक एसिड एक फोटोस्टैबिलाइजिंग प्रभाव पैदा करता है, रिपोर्ट करता है कि एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि ऑक्सीजन, प्रकाश और गर्मी के संपर्क से उत्पन्न होने वाली अपमानजनक प्रक्रियाओं को कम करती है। शोध में कहा गया है कि पराबैंगनी-दृश्य अवशोषण, प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी, प्रकाश-निर्भर वोल्टेज और वर्तमान माप जैसे परीक्षणों से यह भी पता चला है कि विटामिन सी एनएफए अणुओं की फोटोब्लीचिंग को कम करता है और चार्ज पुनर्संयोजन को दबा देता है।

उनके विश्लेषण से पता चला कि, 1 सूर्य के तहत 96 घंटे के निरंतर फोटोडिग्रेडेशन के बाद, विटामिन सी इंटरलेयर वाले इनकैप्सुलेटेड उपकरणों ने अपने मूल मूल्य का 62% बरकरार रखा, जबकि संदर्भ उपकरणों ने केवल 36% बरकरार रखा।

परिणामों से यह भी पता चला कि स्थिरता का लाभ दक्षता की कीमत पर नहीं आया। चैंपियन डिवाइस ने 9.97% की बिजली रूपांतरण दक्षता, 0.69 वी का ओपन-सर्किट वोल्टेज, 21.57 एमए/सेमी2 का शॉर्ट-सर्किट वर्तमान घनत्व और 66% का भरण कारक हासिल किया। बिना विटामिन सी वाले संदर्भ उपकरणों ने 9.85% दक्षता, 0.68V का ओपन-सर्किट वोल्टेज, 21.02 mA/cm2 का शॉर्ट-सर्किट करंट और 68% का भरण कारक प्रदर्शित किया।

व्यावसायीकरण क्षमता और स्केलेबिलिटी के बारे में पूछे जाने पर, विडा एंगमैन जो एक समूह के प्रमुख हैंउन्नत फोटोवोल्टिक्स और पतली-फिल्म ऊर्जा उपकरण केंद्र (एसडीयू केप), ने पीवी पत्रिका को बताया, "इस प्रयोग में हमारे उपकरण 2.8 मिमी2 और 6.6 मिमी2 थे, लेकिन एसडीयू केप में हमारी रोल-टू-रोल लैब में इसे बढ़ाया जा सकता है, जहां हम नियमित रूप से ओपीवी मॉड्यूल भी बनाते हैं।"

उन्होंने इस बात पर जोर दिया कि विनिर्माण विधि को स्केल किया जा सकता है, यह बताते हुए कि इंटरफेशियल परत एक "सस्ता यौगिक है जो सामान्य सॉल्वैंट्स में घुलनशील है, इसलिए इसका उपयोग बाकी परतों की तरह रोल-टू-रोल कोटिंग प्रक्रिया में किया जा सकता है" एक ओपीवी सेल.

एंगमैन अन्य तीसरी पीढ़ी की सेल प्रौद्योगिकियों, जैसे कि पेरोव्स्काइट सौर सेल और डाई-सेंसिटाइज़्ड सौर सेल (डीएसएससी) में ओपीवी से परे एडिटिव्स की संभावना देखते हैं। “अन्य कार्बनिक/हाइब्रिड सेमीकंडक्टर-आधारित प्रौद्योगिकियां, जैसे डीएसएससी और पेरोव्स्काइट सौर सेल, में कार्बनिक सौर कोशिकाओं के समान स्थिरता के मुद्दे हैं, इसलिए एक अच्छा मौका है कि वे इन प्रौद्योगिकियों में स्थिरता की समस्याओं को हल करने में भी योगदान दे सकते हैं,” उसने कहा।

सेल को पेपर में प्रस्तुत किया गया था "फोटो-स्थिर गैर-फुलरीन-स्वीकर्ता-आधारित कार्बनिक सौर कोशिकाओं के लिए विटामिन सी,'' में प्रकाशितएसीएस एप्लाइड मटेरियल इंटरफेस।पेपर के पहले लेखक एसडीयू केप के संबथकुमार बालासुब्रमण्यम हैं। टीम में एसडीयू और रे जुआन कार्लोस विश्वविद्यालय के शोधकर्ता शामिल थे।

भविष्य को देखते हुए टीम के पास प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले एंटीऑक्सीडेंट का उपयोग करके स्थिरीकरण दृष्टिकोण पर और अधिक शोध करने की योजना है। "भविष्य में, हम इस दिशा में जांच जारी रखेंगे," एंगमैन ने एंटीऑक्सीडेंट के एक नए वर्ग पर आशाजनक शोध का जिक्र करते हुए कहा।