science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Het ruilen van tellurium voor zwavel verbetert de lichtabsorptie in organische zonnecellen

Tellurium-bevattende zonnecellen op polymeerbasis kunnen licht absorberen over een uitzonderlijk breed spectrum en hebben het potentieel om de efficiëntie van de stroomconversie te verbeteren.

Het onderzoek naar lichtabsorberende organische halfgeleiders is belangrijk voor de ontwikkeling van lichtgewicht flexibele zonnecellen. Vervanging van zwavelatomen in veelgebruikte, op polymeren gebaseerde zonnecellen met telluriumatomen resulteren in materialen die een breder scala aan golflengten van zonlicht absorberen. Een tellurofeen-bevattend polymeer met een lage bandgap (PDPPTe2T) werd gesynthetiseerd door microgolf-geassisteerde palladium-gekatalyseerde ipso-arylatieve polymerisatie van 2, 5-bis[(α-hydroxy-α, α-difenyl)methyl]tellurofeen met een diketopyrrolopyrrool (DPP) monomeer.

Dit werk heeft aangetoond dat zonnecellen gemaakt van dergelijke polymeren zonlicht kunnen omzetten in elektrische stroom met een efficiëntie van 4,4% bij golflengten tot 1,0 micron. Dit resultaat is een maatstaf voor op tellurium gebaseerde polymere zonnecellen. Berekeningen van de dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT) suggereren dat de omschakeling van zwavel naar tellurium het absorptiespectrum verschuift naar langere golflengten in het zonnespectrum.

Dit zijn de eerste gerapporteerde zonnecellen die zijn samengesteld uit dergelijke op tellurium gebaseerde polymeren. Ook, deze polymeren absorberen licht over een breed golflengtebereik van ultraviolet tot infrarood, elektriciteit opwekken bij> 4% efficiëntie.