Polimerlerden yapılan güneş pilleri ucuz ve hafif olma potansiyeline sahiptir, ancak bilim adamları onları verimli bir şekilde elektrik üretmeye zorluyorlar.

Bir polimer, plastikleri ve bilinen diğer malzemeleri oluşturan büyük bir moleküldür.

Chicago Üniversitesi'nde kimya profesörü olan Luping Yu, “Alan daha olgunlaşmamış — bebeklik aşamasında” diyor.

Şimdi Yu liderliğindeki bir araştırma ekibi, elektrik yüklerinin hücre içinde daha kolay hareket etmesini sağlayan ve elektrik üretimini artıran yeni bir polimer tespit etti.

“Polimer güneş pilleri, güneş enerjisini toplamak için düşük maliyetli, hafif ve esnek elektronik cihazlar sağlama konusunda büyük bir potansiyele sahipler” diyor kimyada yüksek lisans öğrencisi olan Luyao Lu ve dergide bir makalenin baş yazarı Doğa Fotonik sonucu açıklar.

Bu tür güneş hücrelerinin aktif bölgeleri, ışığa maruz kaldıklarında elektrik akımı üretmek için elektron veren ve alan polimerlerin bir karışımından oluşur. Yu'nun PID2 adlı grubu tarafından geliştirilen yeni polimer, standart bir polimer-fulleren karışımına eklendiğinde, elektrik enerjisi üretiminin verimini yüzde 15 arttırmaktadır.

Lu, “Küçük bir karbon molekülü olan Fullerene, polimer güneş pillerinde kullanılan standart malzemelerden biri” diyor. “Temel olarak, polimer güneş pillerinde, şarj ayrılmasına izin vermek için elektron verici olarak bir polimer ve elektron alıcı olarak fullerene sahibiz.”

Çalışmalarında, araştırmacılar cihaza başka bir polimer ekledi ve iki polimer ve bir fullerene sahip güneş pilleriyle sonuçlandı.

8.2 Yüzde Verimlilik

Grup, fullerenli iki tip polimerden oluşan güneş pilleri için en uygun miktarda PID8.2 eklendiğinde yüzde 2 verim elde etti ve sonuç, daha fazla çalışma ile daha da yüksek verimlerin mümkün olabileceği anlamına geliyor.

Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacıları içeren grup, artık polimer güneş pillerinin ticari uygulama için uygun olması için gerekli bir kriter olan 10 oranına doğru verimliliği arttırmaya çalışıyor.

Sonuç, sadece teknik yeteneklerdeki gelişmeler nedeniyle değil, PID2'in yeni bir yöntemle verimliliği arttırması nedeniyle dikkat çekiciydi. Üçüncü bir polimer ile verimi arttırmanın standart mekanizması, cihazdaki ışığın emilimini arttırmaktır.

Nasıl Çalışır?

Ancak bu etkiye ek olarak, ekip PID2 eklendiğinde, şarjların polimerler arasında ve hücre boyunca daha kolay taşındığını buldu.

Güneş pili tarafından bir akımın üretilmesi için, elektronların cihaz içindeki polimerden fullerene aktarılması gerekir. Ancak, standart polimer-fulleren için elektron enerji seviyeleri arasındaki fark, aralarındaki elektron transferinin zor olduğu kadar büyüktür. PID2 diğer ikisi arasında enerji seviyesine sahiptir ve bu süreçte aracı olarak hareket eder.

“Bir adım gibi” diyor Yu. “Çok yüksek olduğunda, yukarı tırmanması zor, ancak ortadaki başka bir adıma geçerseniz o zaman kolayca yürüyebilirsiniz.”

PID2 ilavesi, polimer karışımının, materyal boyunca elektronların hareketliliğini artıran elyaflar oluşturmasına neden oldu. Fiberler, elektronların güneş hücresinin kenarlarındaki elektrotlara gitmesine izin vermek için bir yol görevi görür.

Yu, “Bir cadde yaratıyor gibisiniz ve cadde boyunca seyahat eden biri bu uçtan diğerine gitmenin bir yolunu bulabilir” diyor.

Bu yapıyı ortaya çıkarmak için, Argonne Ulusal Laboratuarında Malzeme Bilimi Bölümü'nden Wei Chen ve Moleküler Mühendislik Enstitüsü, Argonne'deki Gelişmiş Foton Kaynağı ve Lawrence Berkeley'deki Gelişmiş Işık Kaynağı kullanılarak X-ışını saçılma çalışmaları gerçekleştirdi.

Yu, “Bu olmadan yapı hakkında fikir edinmek zor” diyor. “Bu bize çok fayda sağlıyor.”

Chen, “Bu bilgi, ülkenin gelecekteki enerji ihtiyaçlarını karşılamak için yüksek verimli organik fotovoltaik cihazlar geliştirmek için bir temel olarak hizmet edecektir” dedi.

Kaynak: Chicago Üniversitesi
orijinal Çalışma

Yazar Hakkında

Emily Conover fizik ve astronomi konusunda uzmanlığa sahip bir bilim yazarıdır. Chicago Üniversitesi Haber Ofisi ve kendi kişisel bilim blogu, Zayıf Etkileşimler için yazar ve serbest bilim veya teknik yazı için kullanılabilir.

Açıklama Beyanı: Ulusal Bilim Vakfı, Bilimsel Araştırma Hava Kuvvetleri Ofisi ve ABD Enerji Bakanlığı bu araştırmayı finanse etti.

Tavsiye edilen kitap:

Yeşil Büyücülük: Koruma, Güneş Enerjisi, Organik Bahçecilik ve Uygun Teknik Araç Kitinden Diğer Uygulamalı Beceriler - John Michael tarafından Greer

Antik çağda, bir sihirbaz, ziraat, navigasyon, siyaset ve askeri bilim, diller, ticaret, matematik, tıp ve doğa bilimlerinde kapsamlı bir eğitim ile desteklenen ticaretteki ana stoğu iyi bir tavsiye olan serbest bir entelektüeldi. Bu kitap, aşırı yüklenmiş bir endüstriyel sisteme bağımlılığımızı azaltmaktan ve ciddi enerji sıkıntısı ve ekonomik sıkıntılardan oluşan bir dünyada yaşamı çok daha az travmatik ve yaşanabilir hale getirmekle ilgilenen herkes için bir zorunluluktur. Ekolojinin temel kavramlarından pratik tekniklerin bir bolluğuna kadar Yeşil Büyücülük, günümüz eğitim sihirbazı için kapsamlı bir el kitabıdır.

Buraya Tıkla daha fazla bilgi ve / veya bu kitabı sipariş etmek için.