木質材料が信頼性の高い有機太陽電池を作る(Wood materials make for reliable organic solar cells)

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2023-12-06 リンショーピング大学

Lab equipment with wires.
To test the stability and efficiency of the solar cell in the lab an artificial sun is used.
Thor Balkhed

◆リンシェーピング大学とKTHの研究者は、自然の一般的な有機材料であるリグニンを使用して、安定したかつ環境に優しい有機太陽電池を作成できることを示しました。
◆これにより、有機太陽電池の一部がリグニンから作られ、木材由来の素材を使用してほぼ完全な太陽電池を構築する長期目標が明らかにされました。通常のシリコン太陽電池に比べて低コストで環境にやさしく、木材由来の代替材料により、石油由来の材料を置き換える可能性があることが示唆されています。

<関連情報>

工業用クラフトリグニンをベースとしたバイナリー正極界面層が高効率有機太陽電池の安定性を向上させる Industrial Kraft Lignin Based Binary Cathode Interface Layer Enables Enhanced Stability in High Efficiency Organic Solar Cells

Qilun Zhang, Tiefeng Liu, Sebastian Wilken, Shaobing Xiong, Huotian Zhang, Iuliana Ribca, Mingna Liao, Xianjie Liu, Renee Kroon, Simone Fabiano, Feng Gao, Martin Lawoko, Qinye Bao, Ronald Österbacka, Mats Johansson, Mats Fahlman
Advanced Materials  Published: 09 October 2023
DOI:https://doi.org/10.1002/adma.202307646

Abstract

Herein, a binary cathode interface layer (CIL) strategy based on the industrial solvent fractionated LignoBoost Kraft lignin (KL) is adopted for fabrication of organic solar cells (OSCs). The uniformly-distributed phenol moieties in KL enable it to easily form hydrogen bonds with commonly used CIL materials, i.e., bathocuproine (BCP) and PFN-Br, resulting in binary CILs with tunable work function (WF). In this work we show that the binary CILs work well in OSCs with large KL ratio compatibility, exhibiting equivalent or even higher efficiency to the traditional CILs in state of art OSCs. In addition, the combination of KL and BCP significantly enhanced OSC stability, owing to KL blocking the reaction between BCP and non-fullerene acceptors (NFAs). This work provides a simple and effective way to achieve high-efficient OSCs with better stability and sustainability by using wood-based materials.

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