Samhlaigh todhchaí inar féidir lenár scáileáin ghutháin, ár n-aghaidheanna tógála, agus fiú na bpubaill leictreachas a ghiniúint go héasca-céacht a d’fhéadfadh a bheith ann de bharr poitéinseal ollmhór na gcealla gréine polaiméire (PSCanna). I gcomparáid le painéil ghréine atá bunaithe ar shileacain thraidisiúnta, tá na CPSanna, lena mbuntáistí uathúla de bheith éadrom, solúbtha, agus réitigh inphriontáilte le haghaidh monarú gairis achair mhóra, ina réalta atá ag ardú sa réimse fuinnimh nua. Mar sin féin, is é an bac lárnach maidir le feidhmiú tráchtála a bhaint amach ná feabhas a chur ar éifeachtúlacht chomhshó fótaileictreach (PCE). Le deich mbliana anuas, tá méadú tagtha ar CTP ó thart ar 1% go dtí os cionn 11%, agus tá dearadh agus barrfheabhsú na n-ábhar fótavoltach polaiméire ardfheidhmíochta ar cheann de na príomhfhórsaí tiomána taobh thiar de seo.
1. Ó Polaitiphene go D-A Copolymers
Dhírigh an taighde luath ar homopolymers polythiophene cosúil le P3HT, ach tá a n-éifeachtúlacht teoranta ar a n-ionsú caol agus leibhéal ard HOMO. Bhris taighdeoirí an teorannú seo trí dhearadh móilíneach: mar shampla, ní hamháin gur leathnaigh dhá bhrainse comhchuingeacha déthoiseacha ar nós bisthiophene eitiléine ar pholaithiphene an speictream ionsúcháin ach laghdaigh sé an leibhéal HOMO thart ar 0.2 eV, rud a chuir feabhas suntasach ar an voltas ciorcaid oscailte agus ar éifeachtacht ciorcaid reatha an fheiste go 4%. 3.18%. Straitéis eile is ea líon na slabhraí ailcile a laghdú agus leictreoin a thabhairt isteach a tharraingíonn siar grúpaí amhail grúpaí eistir, ar féidir leo leibhéal fuinnimh HOMO a ísliú go héifeachtach agus Voc a fheabhsú go suntasach (m.sh., sroicheann PDGBT 0.91 V) agus éifeachtúlacht (7.2%).
2. Benzodithiophene (BDT)
Tháinig an dul chun cinn fíor-réabhlóideach as struchtúr malartach comhpholaiméir an deontóra (D-A). Ina measc, sheas an t-aonad benzodithiophene (BDT) amach mar gheall ar a eitleán mór comhchuingeach, ard-soghluaisteacht, agus modhnú struchtúrach éasca. In 2008, bhí an Taighdeoir Hou Jianhui chun tosaigh in úsáid BDT in D-dearadh polaiméire i ngrúpa taighde Yang. Ina dhiaidh sin, rinneadh péireáil órga d’ábhair ardfheidhmíochta as an meascán de BDT agus thiophene[3,4-b]thiophene(TT) d’ábhair ardfheidhmíochta.
Chun iniúchadh breise a dhéanamh ar an bpoitéinseal atá ag polaiméirí cosúil le BDT, is féidir glacadh le dhá bhrainse comhchuingeacha agus le straitéis fluairíniúcháin:
Má thugtar isteach dhá bhrainse chomhchuingeacha dhá-thoiseacha isteach san aonad BDT, leathnaítear go mór an t-achar comhchuingeach π-leictreon den mhóilín. Ní hamháin go gcuireann sé seo le hidirghníomhaíochtaí idirmhóilíneacha agus cumais iompair muirir ach freisin modhnaítear go héifeachtach an speictream ionsúcháin agus an leibhéal fuinnimh mhóilíneach. Mar shampla, bhain PBDTTT-C-T, PTB7{-Th, agus PBDT-TS1 níos déanaí, a bhain sáruithe éifeachtúlachta os cionn 10% amach, tairbhe as an dearadh seo.
Má thugtar isteach leictreon láidir go roghnach-déantar adaimh fluairín a aistarraingt isteach sna slabhraí taoibh nó in aonaid ghlactha TT de BDT a laghdú go sineirgíoch agus go suntasach ar leibhéal fuinnimh HOMO an pholaiméir, rud a fheabhsóidh go mór voltas ciorcaid oscailte an ghléis. Ó PBT-OF go PBT-3F, de réir mar a mhéadaíonn líon na n-adamh fluairín, méadaíonn Voc ó 0.56 V go 0.78 V, agus léimeann éifeachtacht ó 4.5% go 8.6%.
3. Rialú mhoirfeolaíochta
Braitheann ardfheidhmíocht ní hamháin ar an ábhar féin, ach freisin ar mhicreastruchtúr an heitrea-chomhcheangail a chruthaíonn an cumasc deontóra/glacadóir sa chiseal gníomhach. Ní mór an mhoirfeolaíocht a bheith díreach i gceart: má tá an réigiún céim ró-mhór, déanfar excitons a athcheangal sular féidir leo scaradh; má tá an réigiún chéim ró-bheag, déanfar táillí saor in aisce a athcheangal go héasca freisin. Tá iniúchadh déanta ag taighdeoirí ar dhá chur chuige chun cumasc polaiméire a rialú:
Próiseáil tuaslagóirí glasa: Chun tuaslagóirí tocsaineacha halaiginithe a sheachaint, rinne na taighdeoirí iniúchadh ar úsáid tuaslagóirí glasa ar nós o-xiléin agus o-anisole meitile (MA), in éineacht le breiseáin shonracha (cosúil le NMP), ag macasamhlú go rathúil an mhoirfeolaíocht den scoth cosúil le córais tuaslagóirí halaiginithe agus ardéifeachtúlacht a bhaint amach beagnach 10%.
Leas iomlán a bhaint as struchtúr móilíneach: Trí dhearadh a dhéanamh chun cnámh droma an pholaiméir a dhéanamh níos líneach, an limistéar comhchuingeach a mhéadú, nó na slabhraí taobh ailcile a choigeartú go mín, is féidir criostalacht agus pacáil mhóilíneach an pholaiméir a rialú go gníomhach, agus mar sin faightear moirfeolaíochtaí cumaisc idéalach.
Mar chomhpháirt thábhachtach d'fhuinneamh glas, tá ábhair fhótavoltach polaiméire i gceannas ar threocht an chlaochlaithe fuinnimh lena n-airíonna agus buntáistí uathúla. Le dul chun cinn leanúnach teicneolaíochta agus leathnú an mhargaidh, léireoidh ábhair fhótavoltach polaiméire ionchais iarratais níos leithne fós agus acmhainneacht ollmhór sa mhargadh amach anseo. Bímis ag tnúth le hábhair fhótavoltach polaiméire a thabharfaidh réitigh fuinnimh níos glaine, níos éifeachtaí agus níos inbhuanaithe don tsochaí dhaonna!
