Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Vũ Hán, Trung Quốc, vừa công bố phát triển thành công loại pin mặt trời polymer mới có thể đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng 19,1%. Nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Matter, nêu rõ các cơ chế ảnh hưởng đến hiệu suất quang hóa kém của chất nhận polymer và đề xuất phương pháp cải thiện hiệu quả cũng như độ ổn định của pin.
Nhiều ưu điểm có trên pin mặt trời polymer.
Pin mặt trời polymer có nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ, tính linh hoạt và khả năng xử lý bằng dung dịch, tuy nhiên ứng dụng thực tiễn bị hạn chế do độ ổn định và hiệu suất chưa đủ cao. Nhóm nghiên cứu cho biết, bằng cách tách rời các chuỗi polymer và thúc đẩy sự sắp xếp phân tử có trật tự, họ đã đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng hứa hẹn 19,1% và tuổi thọ T97 (khoảng thời gian thiết bị vẫn duy trì được 97% hiệu suất chuyển đổi năng lượng ban đầu) vượt quá 2.000 giờ trong không khí.
Những phát hiện này mở ra cơ hội cho việc chế tạo các vật liệu quang điện hữu cơ khả thi, đồng thời thúc đẩy việc thương mại hóa pin mặt trời polymer và ứng dụng của chúng trong các hệ thống năng lượng phân tán bền vững.
Nhóm nghiên cứu cũng đã làm sáng tỏ cơ chế đằng sau tính ổn định quang học yếu của chất nhận polymer. Họ nhấn mạnh rằng việc nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) và độ ổn định hoạt động là điều cần thiết để đảm bảo tính khả thi thương mại của pin mặt trời polymer.
Nghiên cứu của Trung Quốc giúp giải quyết một số hạn chế mà pin mặt trời polymer gặp phải.
Nghiên cứu đã khảo sát tính ổn định về cấu trúc và hình thái của chất nhận polymer tiên tiến PY-IT thông qua các phép đo ngâm ánh sáng và giãn nở nhiệt. Hoạt động này không chỉ tạo ra các đường dẫn hiệu quả cho việc vận chuyển điện tích mà còn giảm thể tích trống giữa lớp quang hoạt.
Nghiên cứu từ các nhà khoa học Trung Quốc không chỉ làm sáng tỏ cách cấu trúc phân tử và hình thái của chất bán dẫn hữu cơ ảnh hưởng đến tuổi thọ của thiết bị mà còn cung cấp một lộ trình thực tiễn hướng tới thương mại hóa các thiết bị quang điện hữu cơ linh hoạt.
