વિટામિન સી સારવાર ઉલટાવેલા કાર્બનિક સૌર કોષોની સ્થિરતામાં સુધારો કરે છે

યુનિવર્સિટી ઓફ સધર્ન ડેનમાર્ક (SDU) ના સંશોધકોની એક ટીમે ઓર્ગેનિક સોલાર સેલ (OPV) માટે પાવર કન્વર્ઝન કાર્યક્ષમતામાં થઈ રહેલી પ્રગતિ સાથે મેળ ખાવાનો પ્રયાસ કર્યો.નોન-ફુલરીન એક્સેપ્ટર (NFA)સ્થિરતા સુધારણા સાથે સામગ્રી.

ટીમે એસ્કોર્બિક એસિડ પસંદ કર્યું, જેને સામાન્ય રીતે વિટામિન સી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને તેનો ઉપયોગ ઝીંક ઓક્સાઇડ (ZnO) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ લેયર (ETL) અને ઇન્વર્ટેડ ડિવાઇસ લેયર સ્ટેક અને સેમિકન્ડક્ટિંગ પોલિમર (PBDB-T:IT-4F) વડે બનાવેલા NFA OPV કોષોના ફોટોએક્ટિવ લેયર વચ્ચે પેસિવેશન લેયર તરીકે કર્યો.

વૈજ્ઞાનિકોએ આ કોષને ઇન્ડિયમ ટીન ઓક્સાઇડ (ITO) સ્તર, ZnO ETL, વિટામિન C સ્તર, PBDB-T:IT-4F શોષક, મોલિબ્ડેનમ ઓક્સાઇડ (MoOx) વાહક-પસંદગીયુક્ત સ્તર અને ચાંદી (Ag) ધાતુના સંપર્ક સાથે બનાવ્યો.

જૂથે શોધી કાઢ્યું કે એસ્કોર્બિક એસિડ ફોટોસ્ટેબિલાઇઝિંગ અસર ઉત્પન્ન કરે છે, જે અહેવાલ આપે છે કે એન્ટીઑકિસડન્ટ પ્રવૃત્તિ ઓક્સિજન, પ્રકાશ અને ગરમીના સંપર્કમાં આવવાથી ઉદ્ભવતી ડિગ્રેડેટિવ પ્રક્રિયાઓને ઘટાડે છે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ-દૃશ્યમાન શોષણ, અવબાધ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, પ્રકાશ-આધારિત વોલ્ટેજ અને વર્તમાન માપન જેવા પરીક્ષણોએ પણ જાહેર કર્યું કે વિટામિન સી NFA અણુઓના ફોટોબ્લીચિંગને ઘટાડે છે અને ચાર્જ રિકોમ્બિનેશનને દબાવી દે છે, સંશોધનમાં નોંધ્યું છે.

તેમના વિશ્લેષણમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે, 1 સૂર્ય હેઠળ 96 કલાક સતત ફોટોડિગ્રેડેશન પછી, વિટામિન સી ઇન્ટરલેયર ધરાવતા એન્કેપ્સ્યુલેટેડ ઉપકરણોએ તેમના મૂળ મૂલ્યના 62% જાળવી રાખ્યા, જ્યારે સંદર્ભ ઉપકરણોએ ફક્ત 36% જાળવી રાખ્યું.

પરિણામોએ એ પણ દર્શાવ્યું કે સ્થિરતામાં વધારો કાર્યક્ષમતાના ભોગે થયો નથી. ચેમ્પિયન ડિવાઇસે 9.97% ની પાવર કન્વર્ઝન કાર્યક્ષમતા, 0.69 V નું ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ, 21.57 mA/cm2 નું શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ ઘનતા અને 66% નું ફિલ ફેક્ટર પ્રાપ્ત કર્યું. વિટામિન C ન ધરાવતા સંદર્ભ ઉપકરણોમાં 9.85% કાર્યક્ષમતા, 0.68V નું ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ, 21.02 mA/cm2 નું શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ અને 68% નું ફિલ ફેક્ટર દર્શાવવામાં આવ્યું.

વ્યાપારીકરણની સંભાવના અને માપનીયતા વિશે પૂછવામાં આવતા, વિડા એંગમેન જે એક જૂથના વડા છેસેન્ટર ફોર એડવાન્સ્ડ ફોટોવોલ્ટેઇક્સ એન્ડ થિન-ફિલ્મ એનર્જી ડિવાઇસીસ (SDU CAPE), પીવી મેગેઝિનને જણાવ્યું, "આ પ્રયોગમાં અમારા ઉપકરણો 2.8 mm2 અને 6.6 mm2 હતા, પરંતુ SDU CAPE ખાતે અમારી રોલ-ટુ-રોલ લેબમાં તેને વધારી શકાય છે જ્યાં અમે નિયમિતપણે OPV મોડ્યુલો પણ બનાવીએ છીએ."

તેણીએ ભાર મૂક્યો કે ઉત્પાદન પદ્ધતિને માપી શકાય છે, તેમણે નિર્દેશ કર્યો કે ઇન્ટરફેસિયલ સ્તર એ "સસ્તું સંયોજન છે જે સામાન્ય દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય છે, તેથી તેનો ઉપયોગ OPV સેલમાં બાકીના સ્તરોની જેમ રોલ-ટુ-રોલ કોટિંગ પ્રક્રિયામાં કરી શકાય છે".

એંગમેન પેરોવસ્કાઇટ સોલાર સેલ અને ડાઇ-સેન્સિટાઇઝ્ડ સોલાર સેલ (DSSC) જેવી અન્ય ત્રીજી પેઢીની સેલ ટેકનોલોજીમાં OPV ઉપરાંત ઉમેરણોની સંભાવના જુએ છે. "અન્ય ઓર્ગેનિક/હાઇબ્રિડ સેમિકન્ડક્ટર-આધારિત ટેકનોલોજી, જેમ કે DSSC અને પેરોવસ્કાઇટ સોલાર સેલ, ઓર્ગેનિક સોલાર સેલ જેવી જ સ્થિરતા સમસ્યાઓ ધરાવે છે, તેથી આ ટેકનોલોજીમાં પણ સ્થિરતા સમસ્યાઓ ઉકેલવામાં તેઓ યોગદાન આપી શકે તેવી સારી તક છે," તેણીએ જણાવ્યું.

આ કોષ "" પેપરમાં રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો.ફોટો-સ્ટેબલ નોન-ફુલરીન-એક્સેપ્ટર-આધારિત ઓર્ગેનિક સોલાર સેલ માટે વિટામિન સી", માં પ્રકાશિતACS એપ્લાઇડ મટિરિયલ ઇન્ટરફેસ.આ પેપરના પ્રથમ લેખક SDU CAPE ના સંબથકુમાર બાલાસુબ્રમણ્યમ છે. ટીમમાં SDU અને રે જુઆન કાર્લોસ યુનિવર્સિટીના સંશોધકોનો સમાવેશ થતો હતો.

આગળ જોતાં, ટીમ કુદરતી રીતે બનતા એન્ટીઑકિસડન્ટોનો ઉપયોગ કરીને સ્થિરીકરણ અભિગમોમાં વધુ સંશોધન કરવાની યોજના ધરાવે છે. "ભવિષ્યમાં, અમે આ દિશામાં તપાસ ચાલુ રાખીશું," એન્ગમેને એન્ટીઑકિસડન્ટના નવા વર્ગ પર આશાસ્પદ સંશોધનનો ઉલ્લેખ કરતા કહ્યું.