La estudiante de doctorado de la UC, Yan Jin, presentará su investigación sobre células solares en la reunión de la Sociedad Estadounidense de Física.
Una asociación de investigación de la Universidad de Cincinnati informa avances sobre cómo algún día fortalecer las células solares, encendedor, más flexible y menos costoso en comparación con la tecnología actual de silicio o germanio en el mercado.
Yan Jin, un estudiante de doctorado de la UC en el programa de ciencia e ingeniería de materiales, Departamento de Biomedicina, Químico, e Ingeniería Ambiental, informará los resultados el 2 de marzo, en la Reunión de la Sociedad Estadounidense de Física en San Antonio, Texas.
Jin presentará cómo una mezcla de polímeros conjugados resultó en cambios estructurales y electrónicos que triplicaron la eficiencia. incorporando grafeno prístino en la capa activa de los materiales a base de carbono. La técnica resultó en un mejor transporte de carga, corriente de cortocircuito y una mejora de más del 200 por ciento en la eficiencia de los dispositivos. "Investigamos los cambios morfológicos subyacentes a este efecto mediante el uso de estudios de dispersión de neutrones de ángulo pequeño (SANS) del deuterado-P3HT / F8BT con y sin grafeno, "dice Jin.
La asociación con el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Departamento de Energía de EE. UU., está explorando cómo mejorar el rendimiento de los polímeros sintéticos a base de carbono, con el objetivo final de hacerlos comercialmente competitivos.
A diferencia de las células solares del mercado que funcionan con silicio o germanio, Las sustancias poliméricas son menos costosas y más maleables. "Sería el tipo de celda que podrías enrollar como una sábana, mételo en tu mochila y llévalo contigo, "explica Vikram Kuppa, Asesor de Jin y profesor asistente de la UC de ingeniería química y ciencia de los materiales.
El profesor asistente de la UC Vikram Kuppa y Yan Jin.
Uno de los principales desafíos que involucran los semiconductores de polímero es que tienen coeficientes de transporte de carga significativamente más bajos que los tradicionales, semiconductores inorgánicos, que se utilizan en la tecnología solar actual. Aunque las celdas de polímero son más delgadas y livianas que los dispositivos inorgánicos, estas películas también capturan una porción más pequeña de las longitudes de onda de la luz entrante y son mucho menos eficientes para convertir la energía luminosa en electricidad.
"Nuestro enfoque es significativo porque ahora hemos mostrado una mejora máxima de más del 200 por ciento en algunos sistemas diferentes, esencialmente un aumento de tres veces en la eficiencia de la celda al abordar el problema fundamental del transporte deficiente de carga, "dice Kuppa.
Jin dirigió la investigación realizada en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge y en el Laboratorio de Energía Fotovoltaica Orgánica e Híbrida de la UC en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UC (CEAS). "Descubrimos que estas mejoras son el resultado de mejoras tanto en la movilidad como en la morfología de la carga, ", dice Jin." La morfología está relacionada con la estructura física de la mezcla en las películas de polímero y tiene un fuerte impacto en el rendimiento y la eficiencia de las células fotovoltaicas orgánicas (OPV) ".
La investigación futura de Yan continúa sobre el examen de la morfología y su conexión con el rendimiento de las células solares. Parte de esa investigación se llevará a cabo sobre el estado de la técnica, Equipo de dispersión de rayos X de ángulo ultra pequeño (USAXS) que llegará a la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UC, el resultado de un premio Major Instrumentation Award a Kuppa de la National Science Foundation. Kuppa dice que los $ 400, 000 es solo el segundo de su tipo en una universidad de los EE. UU. Y el primero de este tipo con múltiples fuentes y un amplio rango de medición.
