من المتوقع أن تلعب الخلايا الشمسية المكونة من مزيج البوليمر دورًا مهمًا في الانتقال إلى تقنيات الطاقة النظيفة لأنه يمكن إنتاجها بسهولة في صفائح مرنة واسعة النطاق. ومع ذلك ، فقد تأخر أدائها عن أداء بدائل السيليكون الأكثر تقليدية ، بالإضافة إلى الخلايا الشمسية العضوية الأخرى.
تتشكل الخلايا الشمسية المكونة من مزيج البوليمر بالكامل من خلال الجمع بين محوليين من البوليمرات التي تتصلب في فيلم على قطب كهربائي في شكل شبكات متداخلة ، وهو نوع من “فصل الطور”. لقد ثبت أن إدخال المذيبات إلى محلول البوليمر يزيد من كفاءة الخلايا الشمسية المكونة من مزيج البوليمر. ومع ذلك ، فإن العملية الدقيقة الكامنة وراء هذا التحسين لم يتم فهمها بشكل كامل. الآن ، في دراسة نُشرت مؤخرًا في مواد البوليمر التطبيقية ACS، قام باحثون من معهد نارا للعلوم والتكنولوجيا بالتحقيق في آلية تحسين الأداء باستخدام الفحص المجهري للقوة الذرية الضوئية (PC-AFM). من المتوقع أن تساعد نتائجهم في تسريع التطبيق الواسع للخلايا الشمسية القائمة على البوليمر.
يوضح المؤلف الكبير هيرواكي بنتن: “إن الطبيعة التجريبية لتعزيز الكفاءة بوساطة المذيبات أعاقت تحسين أداء الخلايا الشمسية المكونة من مزيج البوليمر بالكامل ، لذلك كانت هناك حاجة ملحة لفهم أكبر للعملية”. “لتحقيق هذه الغاية ، استخدمنا PC-AFM لاستجواب البنية النانوية التي تدعم تحسين الأداء.”
PC-AFM هي تقنية مجهرية متقدمة تسمح بتصور التيارات الضوئية بدقة على نطاق نانومتر. وجد الباحثون أن مضافات المذيبات النزرة حسنت تحويل الطاقة وكثافة التيار الضوئي لخلية شمسية من مزيج البوليمر بالكامل بعامل يصل إلى ~ 3 من خلال تعزيز ترتيب وتبلور البنية المجهرية للبوليمر في الخلية الشمسية دون إتلاف المرحلة المنفصلة. بنية.
أكدت قياسات التحليل الطيفي للامتصاص كذلك أن الإضافات النزرة حسنت الترتيب في الهياكل المجهرية للبوليمر. من خلال تشكيل شبكة تنقل الشحنات الضوئية بكفاءة إلى القطب الخارجي ، يزداد تدفق التيار الضوئي.
يقول المؤلف المشارك ماساكازو ناكامورا: “وجدنا أن التيارات الضوئية المحلية قد تم تحسينها ، إلى حد ما مثل تشكيل طريق سريع جديد لتيار الشحن ، في حين تم الاحتفاظ بمقياس فصل الطور الذي يعد أمرًا بالغ الأهمية لوظائف الجهاز”. “نعتقد أن هذه الرؤية ستكون قابلة للتطبيق على نطاق واسع على الخلايا الشمسية المكونة من مزيج البوليمر بالكامل ، وليس فقط تلك التي تعتمد على اختيارنا للبوليمرات.”
من المتوقع أن تكون نتائج الدراسة مهمة لتحسين أداء جميع الخلايا الشمسية من مزيج البوليمر. من خلال استخدام النتائج لتقليل التجربة المختبرية والخطأ ، من المأمول أن يتمكن الباحثون من تسريع الجهود الجارية في السوق ، مما يجعلنا نقترب خطوة من الخلايا الشمسية عالية الأداء والمستدامة بيئيًا ويسهل إنتاجها على نطاق واسع حجم.
مصدر القصة:
مواد مقدمة من معهد نارا للعلوم والتكنولوجيا. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.
“محبي البيرة. عالم موسيقى. متعصب للإنترنت. متواصل. لاعب. خبير طعام نموذجي. خبير قهوة.”
More Stories
F1 24: الوضع الوظيفي المحدث
ستسمح الميزة الجديدة لتطبيق WhatsApp قريبًا للمستخدمين بنقل الملفات دون الاتصال بالإنترنت؛ التفاصيل هنا
تعمل سياسة استرداد الأموال الخاصة بـ Steam على إغلاق الثغرة، مع الإعلان الرسمي بأنك ستتمكن من لعب اللعبة قريبًا إذا قمت بالطلب المسبق.