วัตถุเจือปนอาหาร

ทีมวิจัยของ POSTECH ประกอบด้วย Prof. Taiho Park และ Junwoo Lee นักศึกษาในโครงการ MS-PhD ร่วมพัฒนา Alkoxy-PTEG ซึ่งเป็นโพลิเมอร์สำหรับการขนส่งในรูที่สามารถละลายในน้ำมันสะระแหน่ได้ โดยการใช้โซ่ด้านข้างของเอทิลีนไกลคอลเมื่อผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ perovskite ที่มีประสิทธิภาพสูง เซลล์. นอกจากนี้ พวกเขายังยืนยันว่าโพลิเมอร์นี้จับสารตะกั่วที่รั่วไหลในเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ที่มีอายุมากแล้ว วัสดุที่จำเป็นของเซลล์แสงอาทิตย์คือชั้นโฟโตแอกทีฟซึ่งดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ Perovskite ใช้วัสดุที่มีโครงสร้างผลึกเป็นชั้นโฟโตแอกทีฟ และคุณลักษณะที่โดดเด่นของมันคือการดูดซับแสงได้เป็นอย่างดี ซึ่งเป็นไปได้โดยใช้วัสดุอนินทรีย์และสารอินทรีย์ราคาถูก ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่า 'เซลล์แสงอาทิตย์รุ่นต่อไป' แต่ปัญหาคือสารอินทรีย์ในชั้นขนส่งที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ใช้ตัวทำละลายเคมีที่เป็นพิษในกระบวนการผลิตและอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถผลิตจำนวนมากได้ นอกจากนี้ เมื่อสารตะกั่วในเพอรอฟสไกต์มีอายุมากขึ้น ก็สามารถรั่วไหลได้ พวกเขาออกแบบและสังเคราะห์โพลิเมอร์ชนิดใหม่เพื่อให้สามารถละลายในน้ำมันเปปเปอร์มินต์ (3-เมทิลไซโคลเฮกซาโนน) หรือวัตถุเจือปนอาหารอะโรมาติกวอลนัท (2-เมทิลอะนิโซล) ซึ่งสามารถทดแทนสารเคมีพิษที่ใช้ก่อนหน้านี้ได้ สิ่งนี้ทำให้กระบวนการสีเขียวเป็นไปได้ ทีมวิจัยประมวลผลเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์โดยใช้น้ำมันเปปเปอร์มินต์เป็นตัวทำละลายโดยไม่มีสารเคมีใดๆ และประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์สูงถึง 19.9% ​​และ 21.2% เมื่อใช้สารเติมแต่ง อาหาร กลิ่นวอลนัท นอกจากนี้ ข้อเสียของเซลล์แสงอาทิตย์แบบเพอรอฟสไกต์แบบเดิมคือมีความเสถียรต่ำเนื่องจากไม่มีความชื้น และเมื่อมีน้ำ ประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกจะลดลงอย่างมาก พอลิเมอร์ที่พัฒนาขึ้นใหม่สามารถเอาชนะข้อเสียได้ ทีมวิจัยยืนยันว่าพวกเขารักษาประสิทธิภาพ 88% หลังจากผ่านไป 30 วันและมีความเสถียรสูง ในระหว่างนี้ พวกเขาทำการวิเคราะห์ด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กและยืนยันว่าโซ่ด้านข้างของเอทิลีนไกลคอลในเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ที่มีอายุมากนั้นยังคงเป็นผู้นำที่มีความแข็งแรงปานกลาง ในที่สุดพวกเขาก็ประสบความสำเร็จในการพัฒนาพอลิเมอร์สำหรับขนส่งแบบมัลติฟังก์ชั่นที่สามารถแปรรูปตัวทำละลายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและป้องกันการรั่วไหลของสารตะกั่ว กล่าวอีกนัยหนึ่ง พวกเขาเก็บสารตะกั่วที่รั่วไหลไว้โดยไม่ทำลายโครงสร้างของเพอรอฟสไกต์ ความสำเร็จของพวกเขาคาดว่าจะเป็นทางออกสำหรับปัญหามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการรั่วไหลของสารตะกั่ว ซึ่งเป็นปัญหาเรื้อรังของเซลล์แสงอาทิตย์แบบเพอรอฟสไกต์ Junwoo Lee ผู้ดำเนินการวิจัยนี้กล่าวว่า "เมื่อเราใช้ตัวทำละลายสีเขียวในกระบวนการผลิตและป้องกันสารตะกั่วที่เกิดจากเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ที่มีอายุมากด้วยโพลิเมอร์ เราสามารถแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมของเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ที่มีประสิทธิภาพสูงและผลิตจำนวนมากได้" หมายถึงความเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์ Prof. Taiho Park ยังแสดงความคิดเห็นว่า "งานวิจัยของเราแสดงให้เห็นประสิทธิภาพสูงสุดของโลกของเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสไกต์ ซึ่งผ่านกระบวนการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมโดยไม่มีการเติมสารพิษใดๆ เราคาดหวังว่านี่จะเป็นวิธีแก้ปัญหาการรั่วไหลของเพอรอฟสไคต์โซลาร์แบบดั้งเดิม เซลล์ที่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์หรือก่อให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม" งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนจาก Centre for Advanced Soft Electronics ภายใต้โครงการ Global Frontier ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสารสนเทศ ผลงานของพวกเขาได้รับการเผยแพร่ในเวอร์ชันออนไลน์ของAdvanced Energy Materialsซึ่งเป็นวารสารที่โดดเด่นที่สุดในด้านพลังงานและได้รับความสนใจอย่างมาก