Semetrixparent Organic Solar Cell utiliza asimetría molecular para una mayor estabilidad

Se ha desarrollado un nuevo tipo de célula solar orgánica semetrangente (ST-30) con una eficiencia de más del 10%, lo que nos acerca a un futuro donde la pantalla de visualización de Windows y móvil puede actuar como fuentes de energía invisibles.

El profesor Changduk Yang y su equipo de investigación de la Escuela de Energía e Ingeniería Química en el UNIST anunciaron el desarrollo de ST-30, caracterizado por una transmisión de luz visible de 10.81% de eficiencia de conversión de energía (PEC) y 45.43% de 45.43%. La investigación es Publicado En el diario Angewandte Chemie International Versión,

Mientras que los paneles solares tradicionales instalados en los techos o con la carretera aparecen oscuros, ya que absorben la luz solar para generar electricidad, las células solares transparentes deberían permitir que la mayoría de la luz pase sin absorción. El desarrollo de dispositivos transparentes altamente eficientes ha sido un desafío importante.

La clave de esta innovación se encuentra en una capa fotoquímática especialmente diseñada que absorbe selectivamente la longitud de onda infrarroja. Esta capa transmite aproximadamente la mitad del espectro de luz visible, recolectando energía de la parte infrarroja invisible de la luz solar para producir electricidad.

Por lo general, la captura de la luz infrarroja resulta en baja eficiencia en comparación con la absorción de fotones visibles de alta energía. Sin embargo, el equipo cruzó esta barrera a través del innovador diseño molecular de las moléculas del receptor de la capa activa. El OSC tiene un donante y moléculas aceptadoras en la capa activa que facilita la transferencia de carga.

La molécula aceptora recientemente sintetizada, llamada 4FY, suele ser simétrica y facilita una estructura de A -D -A. Sin embargo, fue diseñado deliberadamente para inducir la desigualdad localizada, especialmente entre los átomos de flúor e hidrógeno, y entre los átomos de florina y azufre, lo que mejora la alineación molecular y mejora el transporte de carga, lo que lleva a una alta eficiencia del equipo.

El primer escritor Sangjin Yang explicó: "Si bien la desigualdad puede promover la eficiencia, el dispositivo a menudo reduce la vida útil y complica la síntesis". "Nuestro diseño molecular introduce disparidad localizada dentro de una estructura simétrica holística, aprovechando los beneficios de ambos", dijo.

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El dispositivo demostró una durabilidad impresionante, manteniendo la mayor parte de su rendimiento inicial durante las pruebas de estabilidad de ciclismo exterior de 134 horas, después de las condiciones de día y de noche. Esta durabilidad es aproximadamente 17 veces mayor que los OSC semitransparentes anteriores basados ​​en las moléculas de aceptación de Y6.

El profesor Yang comentó: "Introdujimos un nuevo enfoque para generar electricidad a partir de la luz invisible. En esta técnica, los teléfonos inteligentes son posibles aplicaciones en películas protectoras, ventanas de construcción y pantallas transparentes, transformar efectivamente las superficies cotidianas en plantas de energía invisibles".