სინგაპურის ეროვნული უნივერსიტეტის კვლევითმა ჯგუფმა შეიმუშავა პეროვსკიტ-ორგანული ტანდემური მზის უჯრედის ახალი მოდელი, რომელიც სერტიფიცირებულია 26.4 სმ1 აქტიურ ფართობზე 2%-იანი ენერგიის გარდაქმნის ეფექტურობის (PCE) მისაღწევად, რაც ასეთი მოწყობილობებისთვის ახალი მსოფლიო რეკორდია. კვლევის შედეგები გამოქვეყნდა ჟურნალ „Nature“-ის უახლეს ნომერში.

გუნდმა ხაზგასმით აღნიშნა, რომ ახლად შემუშავებული ტანდემური ელემენტი აერთიანებს ულტრათხელობასა და მოქნილობას, რაც მომავალში მის პირდაპირ ინტეგრაციას ხელოვნური ინტელექტით მომუშავე აღჭურვილობაში, როგორიცაა დრონები, ჭკვიანი ტექსტილი და ტარებადი მოწყობილობები, სუფთა ენერგიის უზრუნველსაყოფად უზრუნველყოფს.

ინოვაციური ინოვაცია: ვიწრო ზოლიანი ორგანული შთამნთქმელი

ამ წინსვლის ცენტრში დგას გუნდის მიერ შექმნილი პიონერული ვიწროზოლოვანი ორგანული შთამნთქმელი. ფუნქციონირებს როგორც ზუსტი „ფოტონური ხაფანგი“, ის ეფექტურად იჭერს ფოტონებს ახლო ინფრაწითელ (NIR) რეგიონში, წარმატებით გადალახავს თხელფენოვანი ტანდემური მზის უჯრედების შემუშავების დიდი ხნის ტექნიკურ შეფერხებას.

მიუხედავად იმისა, რომ პეროვსკიტისა და ორგანული ნახევარგამტარული მასალების რეგულირებადი ზოლური უფსკრული თეორიული ეფექტურობის ზღვრების გადალახვის პოტენციალს იძლევა, დაბალი NIR შთანთქმა მუდმივად აფერხებს პროგრესს.

ინოვაციური მოლეკულური დიზაინი

ამ გამოწვევის გადასაჭრელად, გუნდმა შექმნა ასიმეტრიული ორგანული აქცეპტორი. ეს სტრუქტურა არა მხოლოდ აფართოებს სინათლის შთანთქმის დიაპაზონს ღრმა NIR რეგიონებში, არამედ ინარჩუნებს მუხტის გამოყოფის საკმარის მამოძრავებელ ძალას, ამავდროულად უზრუნველყოფს მაღალმოწესრიგებულ მოლეკულურ განლაგებას. ულტრასწრაფი სპექტროსკოპიისა და მოწყობილობის ფიზიკური ანალიზის მეშვეობით, გუნდმა დაადასტურა, რომ ეს დიზაინი აღწევს ეფექტურ მუხტის შეგროვებას მინიმალური ენერგიის დანაკარგით.

მოწყობილობის ინტეგრაცია და შესრულება

პრაქტიკაში, მკვლევრებმა ეს მაღალი ხარისხის ორგანული ქვეუჯრედი ზედა პეროვსკიტის უჯრედთან ერთად დააკავშირეს და გამჭვირვალე გამტარი ოქსიდის შუალედური ფენის მეშვეობით გააერთიანეს. ძირითადი შედეგები მოიცავს:

● 27.5% PCE 0.05 სმ2 მიკრომოწყობილობისთვის

● 26.7% PCE სტანდარტული 1 სმ2 მოწყობილობისთვის

● 26.4% დამოუკიდებლად სერტიფიცირებული ეფექტურობა 1 სმ2 უჯრედისთვის

ეს მიღწევა არა მხოლოდ პეროვსკიტ-ორგანული ტანდემის რეკორდს ამყარებს, არამედ იმავე ზომის პეროვსკიტ-CIGS-სა და ერთშეერთებადი პეროვსკიტის უჯრედებსაც აღემატება.