مضافات البوليمر النشطة كهربائياً ذات الوزن الجزيئي العالي لتعزيز كفاءة الطاقة الشمسية والكفاءة الميكانيكية في خلايا الطاقة الشمسية البوليميرية عالية الأداء

لقد أدت تطوير مستقبلات الجزيئات الصغيرة (SMAs) بشكل ملحوظ إلى تعزيز كفاءة تحويل الطاقة (PCE) في خلايا الطاقة الشمسية البوليميرية (PSCs). ومع ذلك، فإن الخصائص الميكانيكية الضعيفة لخلايا PSCs القائمـة على SMA غالباً ما تحد من استقرارها على المدى الطويل وتطبيقها في مولدات الطاقة القابلة للارتداء. هنا، نستعرض استراتيجية بسيطة وفعالة لتعزيز الصلابة الميكانيكية وPCE لخلايا PSCs من خلال دمج مستقبل بوليمري ذو وزن جزيئي عالٍ (P A، P(NDI2OD-T2)). يؤدي إضافة 10-20٪ وزناً من P A إلى زيادة تزيد عن 4 أضعاف في مرونة SMA المستندة إلى PSCs من حيث إجهاد بدء الكسر (COS). في الوقت نفسه، يعمل دمج P A في الطبقة النشطة على تحسين خصائص نقل الشحنة وإعادة التركيب، مما يزيد PCE لـ PSC من 14.6 إلى 15.4%. تعمل P As المضافة كجزيئات ربط، موفرةً جسورًا ميكانيكية وكهربائية بين المجالات المتجاورة من SMAs. وبالتالي، نصنع للمرة الأولى خلايا PSCs فعالة للغاية وميكانيكياً قوية مع PCE بنسبة 15% وCOS بنسبة 10% في نفس الوقت، مما يدل على إمكاناتها الكبيرة كمولدات طاقة قابلة للتمدد أو قابلة للارتداء. لفهم أصل التحسينين المزدوجين اللذين حققهما P A، نستكشف تأثير محتوى P A على الخصائص الكهربائية والهيكلية والشكلية لـ PSCs.