Forscher der National Taiwan University haben gemeinsam mit internationalen Kooperationspartnern eine einfache Strategie entwickelt, um die Leistung von organischen Solarzellen deutlich zu steigern, die vollständig auf Polymeren basieren (sogenannte All-Polymer-Solarzellen). Die Studie wurde im Chemical Engineering Journal veröffentlicht.
Kern der Methode ist eine gezielte Lösemittelmischung: Während der Herstellung wird der Polymerlösung ein geringer Anteil eines Cosolvents (Nebenlösungsmittels) zugesetzt. Dieser Zusatz ermöglicht eine deutlich bessere Kontrolle über die Qualität des entstehenden Dünnschichtfilms – eine Herausforderung, die die Entwicklung dieser Zellklasse seit Langem behindert hat. Mit der optimierten Filmqualität verbessert sich auch die Leistungsabgabe der Solarzellen erheblich.
Die Arbeit ist besonders bedeutsam, weil All-Polymer-Solarzellen als robust, flexibel und gut skalierbar gelten und damit ideale Kandidaten für leichtgewichtige, biegsame und nachhaltige Energietechnologien sind. Die Cosolvent-Strategie kommt dabei ohne neue Materialchemie aus: Sie nutzt bestehende Verarbeitungsroutinen und ist bewusst einfach gehalten. Die Autoren sehen darin einen wichtigen Schritt in Richtung Kommerzialisierung flexibler organischer Photovoltaik, etwa für tragbare Elektronik, Gebäudeintegration oder großflächige Druckverfahren.
Hintergrund: All-Polymer-Solarzellen verwenden als Donor und Akzeptor konjugierte Polymere und bilden eine Bulk-Heterojunction, deren Nanomorphologie über Ladungstrennung und Wirkungsgrad entscheidet. Da zwei makromolekulare Komponenten schwer feinphasig zu vermischen sind, steuern Cosolventien hier gezielt die Trocknungskinetik und Selbstorganisation der Polymere während der Filmbildung.
Entitäten: all-polymer-solarzelle | konzept lösungsmittel-mischstrategie | methode cosolvent | konzept bulk-heterojunction | konzept konjugiertes polymer | stoff dünnschichtmorphologie | konzept national taiwan university | person chemical engineering journal | person
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