W taki właśnie sposób powstały półprzezroczyste ogniwa fotowoltaiczne zawierające składnik, dzięki któremu nie dochodzi do utleniania innych. Chodzi o glutation, słynący z właściwości przeciwutleniających związek, użyty do stworzenia warstwy pośredniej w nowym ogniwie.
Czytaj też: Panele słoneczne zaczynają się masowo psuć. Starty energii są liczone w milionach
Takowe mogłoby być wykorzystane na przykład do stawiania szklarni. Energia mogłaby wtedy dochodzić do środka, lecz jednocześnie blokowane byłoby promieniowanie ultrafioletowe. W obecnej formie ogniwo ma sprawność 13,5% i średnią przepuszczalność światła widzialnego wynoszącą 21,5%.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles piszą o swoim projekcie na łamach Nature Sustainability. Jak wyjaśniają, dzięki warstwie pośredniej składającej się z glutationu dochodzi do przenoszenia ładunku między warstwą tlenku cynku, a warstwą fotoaktywną złożoną z niefullerenowego akceptora zwanego PM6:Y6.
Fotowoltaika zawierająca warstwę pośrednią złożoną z przeciwutleniacza zwiększa przepuszczalność światła ogniw słonecznych
Nowa warstwa pośrednia pełni dwie różne funkcje. Działa bowiem jako środek pasywujący, a także hamuje tworzenie nadtlenków. Opisywane ogniwo posiada podłoże wykonane ze szkła i tlenku cyny indu, warstwy pośredniej, fotoaktywnej, transportującej dziury elektronowe (wykonanej z trójtlenku molibdenu) oraz warstwy granicznej wykonanej ze srebra. Dzięki przeciwutleniaczowi blokowane jest powstawanie nadtlenków podczas przenoszenia ładunku.
Na uwagę zasługuje fakt, że urządzenia z warstwą pośrednią w postaci glutationu zachowały ponad 84% swojej początkowej wydajności nawet po ponad 1000 godzin ekspozycji na światło. Tajny składnik pomógł także w zwiększeniu sprawności ogniwa, która wzrosła z 11,6% do 13,5%. Oczywiście pojawia się pytanie o to, jak funkcjonują szklarnie powstałe z takich elementów.
Czytaj też: Fotowoltaika plus nowatorska technologia magazynowania energii. To naprawdę może się udać
Aby się o tym przekonać, członkowie zespołu badawczego przeprowadzili eksperymenty z wykorzystaniem różnych gatunków roślin. Przeanalizowali wzrost pszenicy, fasoli mung i brokułów. Pierwszy scenariusz obejmował przezroczysty szklany dach z segmentami wykonanymi z nieorganicznych ogniw słonecznych, drugi natomiast dotyczył dachu składającego się w całości z półprzezroczystych organicznych ogniw słonecznych.
Efekty były zadowalające, ponieważ uprawy rozwijały się szybciej w szklarniach z dachem wykonanym z nowego rodzaju fotowoltaiki. Jak zauważyli naukowcy, warstwa złożona z glutationu skutecznie blokowała promienie ultrafioletowe. Te mają przecież negatywny wpływ na rośliny, podobnie zresztą jak promieniowanie podczerwone, które także zostało zredukowane. Tego typu rozwiązania pokazują, iż można upiec dwie pieczenie na jednym ogniu, hodując rośliny i zarazem produkując energię. Tym bardziej, że przestrzeń w niektórych miejscach jest na wagę złota, dlatego ważne jest jak najefektywniejsze jej zagospodarowywanie.
