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Die innere Struktur von Polymermaterialien beeinflusst die Solarzelleneffizienz

2018-07-30
Laut EurekAlert !, einer wissenschaftlichen Nachrichtenplattform der Amerikanischen Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (AAAS), hat ein internationales Team von Materialwissenschaftlern aus Frankreich, Russland und Kasachstan herausgefunden, dass die innere Struktur von Polymeren gut geordnet ist und organisch sein kann Solarzellen. Die Effizienz wurde stark verbessert. Diese neueste Studie wurde im Journal of Materials Chemistry A veröffentlicht.

Sonnenkollektoren und Batterien sind die beiden vielversprechendsten Methoden der Stromerzeugung in der Zukunft. Ab 2017 haben weltweit installierte Solarpanels eine Gesamtleistung von 400 GW. Die rasante Entwicklung der Solarindustrie beruht vor allem auf der kontinuierlichen Senkung der Batteriepreise und der kontinuierlichen Verbesserung ihrer Effizienz.

Die Einführung neuer Materialien ist eine Möglichkeit, die Solarsysteme zu verbessern. In Sonnenkollektoren sind die grundlegenden Komponenten, die benötigt werden, um Lichtenergie in elektrische Energie umzuwandeln, photovoltaische Zellen oder Solarzellen, die hauptsächlich aus polykristallinem Silizium, einer hochreinen polykristallinen Form von Silizium, bestehen. Es ist klar, dass Wissenschaftler nach alternativen Materialien für Polysilizium suchen, und organische Polymermaterialien mit photovoltaischen Eigenschaften gehören zu den Hauptkandidaten.

Forscher sagen, die Zugabe von Fluoratomen zu Polymeren kann die Effizienz von Solarzellen erhöhen. Diese Methode, bekannt als Fluorierung, hat gezeigt, dass sie die photovoltaische Leistung von Polymeren verbessert, aber die Prinzipien sind weniger bekannt. Die neue Studie klärt den positiven Einfluss der Fluorierung auf die Batterieeffizienz durch Veränderung der inneren Struktur des Materials.

Nach vielen Experimenten wählte das Forscherteam organische Polymermaterialien mit besseren photovoltaischen Eigenschaften und studierte weiter ihre Mikrostruktur. Nach der Röntgenanalyse wurde festgestellt, dass die innere Struktur des Polymers mehr geordnet war. Gleichzeitig haben seine molekularen Ladungsträger eine bessere Fließfähigkeit, wodurch das Material Elektrizität besser leiten kann. Für Solarzellen ist das definitiv ein großer Vorteil.

Einer der Forscher, Professor Dimitri Ivanov, Leiter des Laboratoriums für funktionelle organische Verbindungen am Moskauer Institut für Physik und Technologie und Direktor des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung, sagte: "Die Herausforderung dieser Forschung besteht darin, Moleküle zu wählen, die Verbesserung der Batterieeffizienz. Energieniveaus und die Entwicklung von supramolekularen Strukturen, die den Ladungstransport zu Elektroden ermöglichen. "