p Uma parceria de pesquisa da Universidade de Cincinnati está relatando avanços sobre como um dia tornar as células solares mais fortes, mais leve, mais flexível e menos dispendioso quando comparado com a atual tecnologia de silício ou germânio do mercado. p Yan Jin, um aluno de doutorado da UC no programa de ciência de materiais e engenharia, Departamento de Biomédica, Químico, e Engenharia Ambiental, apresentará os resultados em 2 de março, no Encontro da Sociedade Americana de Física em San Antonio, Texas.

p Jin apresentará como uma mistura de polímeros conjugados resultou em mudanças estruturais e eletrônicas que aumentaram a eficiência em três vezes, incorporando grafeno puro na camada ativa dos materiais à base de carbono. A técnica resultou em melhor transporte de carga, corrente de curto-circuito e uma melhoria de mais de 200 por cento na eficiência dos dispositivos. "Nós investigamos as mudanças morfológicas subjacentes a este efeito usando estudos de espalhamento de nêutrons de pequeno ângulo (SANS) do P3HT / F8BT deuterado com e sem grafeno, "diz Jin.

p A parceria com o Laboratório Nacional Oak Ridge, Departamento de Energia dos EUA, está explorando como melhorar o desempenho de polímeros sintéticos à base de carbono, com o objetivo final de torná-los comercialmente competitivos.

p Ao contrário das células solares movidas a silício ou germânio no mercado, as substâncias poliméricas são menos caras e mais maleáveis. "Seria o tipo de célula que você poderia enrolar como uma folha, coloque-o na sua mochila e leve-o com você, "explica Vikram Kuppa, Conselheiro de Jin e professor assistente de engenharia química e ciência dos materiais da UC.

p Um dos principais desafios que envolvem semicondutores de polímero é que eles têm coeficientes de transporte de carga significativamente mais baixos do que os tradicionais, semicondutores inorgânicos, que são usados ​​na tecnologia solar atual. Embora as células de polímero sejam mais finas e leves do que dispositivos inorgânicos, esses filmes também capturam uma porção menor dos comprimentos de onda da luz de entrada e são muito menos eficientes na conversão de energia luminosa em eletricidade.

p "Nossa abordagem é significativa porque agora mostramos uma melhoria de pico de mais de 200 por cento em alguns sistemas diferentes, essencialmente um aumento de três vezes na eficiência da célula, abordando o problema fundamental do transporte de carga deficiente, "diz Kuppa.

p Jin liderou a pesquisa conduzida no Laboratório Nacional de Oak Ridge e no Laboratório Fotovoltaico Orgânico e Híbrido da UC na Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da UC (CEAS). "Estamos descobrindo que esses aprimoramentos resultaram de melhorias na mobilidade e na morfologia da carga, "diz Jin." A morfologia está relacionada à estrutura física da mistura nos filmes de polímero e tem um forte impacto no desempenho e na eficiência das células fotovoltaicas orgânicas (OPV). "

p As pesquisas futuras de Yan continuam com o exame da morfologia e sua conexão com o desempenho da célula solar. Parte dessa pesquisa será conduzida no estado da arte, Equipamento de espalhamento de raios-X de ângulo ultra pequeno (USAXS) chegando à Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da UC, o resultado de um prêmio principal de instrumentação para Kuppa da National Science Foundation. Kuppa diz que $ 400, 000 peça de equipamento é apenas o segundo de seu tipo em uma universidade nos EUA e o primeiro de tal instrumentação com múltiplas fontes e ampla faixa de medição.