Organiczne ogniwa słoneczne będą jeszcze lepsze. To zasługa nowego materiału

Identyfikując czynniki odpowiedzialne za obniżoną wydajność organicznych ogniw słonecznych o dużej powierzchni, naukowcy byli w stanie zaprojektować nowy materiał, który pomaga w rozwiązaniu tego problemu.

Członkowie zespołu zaprezentowali swoje dokonania na łamach Nano Energy. Ich osiągnięcia powinny doprowadzić do łatwiejszego i bardziej skutecznego druku organicznych ogniw słonecznych o dużej powierzchni. To z kolei może się przełożyć na jeszcze bardziej ekologiczne podejście do produkcji energii.

Czytaj też: Powstało pierwsze trwałe perowskitowe ogniwo słoneczne

Badaniami zarządzała Hae Jung Son, która wraz ze współpracownikami zidentyfikowała czynniki powodujące spadek wydajności takich ogniw. Remedium na problemy ma być polimerowy materiał. Pomogła również metoda określana mianem spin coatingu, która polega na wytworzeniu jednorodnej mieszaniny warstw fotoaktywnych poprzez szybkie odparowanie rozpuszczalnika. W tym samym czasie podłoże obraca się z dużą prędkością.

Organiczne ogniwa słoneczne cieszą się coraz większą popularnością, ponieważ można je drukować i montować na zewnętrznych ścianach budynków lub oknach. Niestety, ich powierzchnia fotoaktywna, czyli odpowiedzialna za zbieranie światła słonecznego i przekształcanie go w energię, jest znacznie mniejsza niż 0,1 cm². W efekcie trudno myśleć o komercjalizacji takiego rozwiązania. Nowe podejście miało rozwiązać ten problem, choć początkowo nie obyło się bez komplikacji.

Organiczne ogniwa słoneczne miały do tej pory niski potencjał na komercjalizację

Te dotyczyły wydajności ogniw. Tempo odparowywania rozpuszczalnika z roztworu było na tyle niskie, że dochodziło do niepożądanego połączenia pomiędzy składnikami fotoaktywnymi. Kluczem do sukcesu okazał się dodatek polimerowy, który oddziałuje z materiałami podatnymi na to zjawisko. Trójskładnikowe warstwy fotoaktywne z dodatkami polimerowymi stanowiły asa w rękawie inżynierów. Wzrosła wydajność ogniw słonecznych i ich stabilność w obliczu wzrostu temperatury.

Czytaj też: Naukowcy zaobserwowali, co dzieje się, kiedy światło uderza w ogniwa słoneczne

Obecna wydajność modułu wynosi 14,7%, co stanowi 23,5-procentowy wzrost wydajności względem wcześniejszych rozwiązań. Taki układ jest też w stanie zachować ponad 84-procentową sprawność początkową przez 1000 godzin w temperaturze 85 stopni Celsjusza. Dalsze postępy powinny jeszcze bardziej rozpowszechnić pozyskiwanie energii ze Słońca, zapewniając niższe ceny i wyższą wydajność.