유기 태양 전지(OSC)는 전통적인 무기 태양 전지에 대한 유망한 대안으로, 친환경 미래의 핵심 역할을 할 수 있는 많은 기능을 갖추고 있습니다.이러한 기능 중 하나는 과학자들이 원하는 결과를 얻기 위해 화학 시스템의 특성을 정확하게 조정하거나 수정할 수 있도록 하는 조정 가능한 화학입니다.이제 일본 연구자들은 전력 변환 효율을 높이기 위해 이를 조정했습니다.

연구에서출판됨최근에Angewandte Chemie 국제판,오사카 대학의 연구원들은 허용된 표준보다 더 나은 전력 변환 효율을 제공하는 새로운 유기 반도체를 보고했습니다.

OSC는 가볍고 유연하며 상대적으로 저렴한 비용으로 대규모 생산이 가능합니다.따라서 넓은 면적의 토지를 사용하여 농작물을 재배하고 태양 에너지를 전기로 전환하는 농업 발전과 같은 응용 분야에 매우 유망합니다.

일반적으로 OSC에는 두 개의 유기 반도체가 포함되어 있습니다.전하 캐리어전자(수용체)로 알려져 있고, 하나는 정공(공여체)으로 알려진 다른 운반체를 운반합니다.전자와 정공의 결합인 엑시톤이 이러한 캐리어로 분할되어 전자-정공 쌍을 생성할 때 반도체에 전류가 흐릅니다.엑시톤은 서로 단단히 결합되어 있지만, 충분한 에너지를 가진 햇빛은 엑시톤을 해리시켜 전류를 생성하게 합니다.

"하나를 분해하는 데 필요한 에너지의 양을 줄입니다.엑시톤- 엑시톤결합에너지Seihou Jinnai 연구의 수석 저자는 "빛을 원하는 전류로 더 쉽게 변환할 수 있습니다"라고 설명합니다. "따라서 우리는 결합 에너지에 기여하는 요소에 중점을 두었습니다. 그 중 하나는 전자와 전자 사이의 거리입니다.구멍.이것이 증가하면 결합 에너지가 감소해야 합니다."

연구진은 전자와 정공을 수용하는 분자 부분을 분리하는 효과가 있는 측면 단위를 갖춘 분자를 설계했습니다.합성된 분자는 도너 물질과 함께 벌크 이종접합 OSC에서 수용체로 사용되었으며 시스템은 증가된전력 변환 효율허용되는 표준과 비교.이 분자는 또한 OSC의 단일 구성 요소로 테스트되었으며 빛을 전류로 더 잘 변환하는 것으로 나타났습니다.

"우리가 설계한 분자는 수용체 분자의 측면 단위의 특성이 결과적으로 엑시톤 동작과 효율성의 핵심이라는 것을 보여줍니다"라고 수석 저자인 Yutaka Ie는 말했습니다."이 결과는 OSC 응용 분야의 화학 조정을 통해 무엇을 얻을 수 있는지에 대한 중요한 시연을 제공합니다."

이번 연구 결과는 유기반도체의 합리적 설계 가능성을 보여주며 고성능 OSC, 파장선택형 투명 OSC 등 새로운 소자 개발로 이어질 것으로 기대된다.전반적인 성능 향상은 대규모 광전지 응용 분야에서 OSC의 잠재력을 향상시켜 자연스럽게 친환경 에너지 대안으로 이어질 것으로 예상됩니다.