研究者は、わずかXNUMX分子の厚さの電極コーティングが有機太陽電池の性能を大幅に向上させることができることを発見しました。 コーティングは、このタスクに現在使用されている主要な材料よりも優れており、発光ダイオードや光検出器など、有機分子に依存する他のデバイスの改善への道を開く可能性があります。
結晶シリコンを使用して光を収集する最も一般的な太陽電池とは異なり、有機太陽電池（OPV）は、炭素ベースの分子の光吸収層に依存しています。 OPVはまだシリコンセルの性能に匹敵することはできませんが、印刷技術を使用して非常に大規模に製造する方が簡単で安価である可能性があります。
光が太陽電池に入ると、そのエネルギーが負の電子を解放し、正孔と呼ばれる正のギャップを残します。 次に、異なる物質が電子と正孔を集め、それらを異なる電極に導き、電流を生成します。 OPVでは、PEDOT：PSSと呼ばれる材料が、生成された正孔の電極への移動を容易にするために広く使用されています。 ただし、PEDOT：PSSは高価で酸性であり、時間の経過とともにセルのパフォーマンスを低下させる可能性があります。
チームは現在、PEDOT：PSSのより良い代替案を開発しました。 彼らはBrと呼ばれる正孔輸送分子のはるかに薄いコーティングを使用しています-2酸化インジウムスズ（ITO）電極に結合して単一分子層を形成するPACz。 Brを使用した有機セル-2PACzは18.4％の電力変換効率を達成しましたが、PEDOT：PSSを使用した同等のセルは17.5％にしか達しませんでした。
「パフォーマンスの向上に本当に驚いています」と研究チームのメンバーは言います。 「私たちはBrを信じています-2PACzは、その低コストと高性能により、PEDOT：PSSに取って代わる可能性があります。」
Br-2PACzは、いくつかの方法でセルの効率を向上させました。 競合他社と比較して、電気抵抗が小さくなり、正孔輸送が改善され、吸収層により多くの光が透過するようになりました。 Br-2PACzはまた、光吸収層自体の構造を改善しました。これは、コーティングプロセスに関連している可能性のある効果です。
コーティングにより、 太陽電池。 研究者たちは、ITO電極をセルから取り外し、コーティングを剥がして、新品のように再利用できることを発見しました。 対照的に、PEDOT：PSSはITOの表面を粗くするため、別のセルで再利用するとパフォーマンスが低下します。 「これは、OPVの経済性と環境の両方に劇的な影響を与えると予想しています。」