Organiczne ogniwa słoneczne (OSC) są urządzeniami zbudowanymi częściowo z materiałów będących różnego rodzaju polimerami. Nie jest to co prawda technologia, która zastąpi w odległej przyszłości krzemowe moduły, ale może stanowić istotne uzupełnienie oferty branży fotowoltaicznej. Badacze z Chin opublikowali w czasopiśmie Advanced Materials wyniki badań nad konkretną cechą OSC. O czym mowa?
Czytaj też: Cienkie, giętkie i szalenie wydajne. Ogniwa perowskitowe znów omijają Polskę szerokim łukiem
Chodzi dokładnie o warstwę transportującą dziury (HTL) w tego typu ogniwach. Zazwyczaj wytwarza się ją z tlenku indu i cyny (ITO) lub z polimerów PEDOT:PSS. Ten pierwszy gwarantuje długi czas pracy, a drugi – wysoką sprawność konwersji energii. Jak można połączyć obydwie te cechy? Modyfikując skład warstwy HTL poprzez dodanie chlorku indu (ICl3). Autorzy badań twierdzą, że związek ten uzyskali w drodze recyklingu, choć nie precyzują szczegółów tego procesu.
Co oni zrobili z tymi ogniwami słonecznymi? Nowy wynalazek z Chin
Finalnie opracowano niewielkie ogniwo słoneczne o rozmiarach badawczych. Podłoże było wykonane ze szkła i ITO, następnie znajdowała się warstwa transportująca dziury z materiału wzbogaconego o chlorek indu, potem z warstwy przenoszącej elektrony opartej na fulerenowym związku zwanym Bis-FIMG. Górna warstwa zbudowana była natomiast ze srebra.
Czytaj też: Połączyli panele słoneczne i kopalnię węgla. Jak to niby ma ze sobą działać?
Podczas testów okazało się, że ogniwo faktycznie prezentuje imponujące wyniki pracy. Wydajność osiągnęła 18,92 proc (co jak na OSC jest wysoką wartością), napięcie w obwodzie otwartym 0,88 V, prąd zwarciowy 26,12 mA/cm2 i współczynnik wypełnienia 79,34. Porównując te wartości z ogniwami słonecznymi opartymi tylko na ITO lub na PEDOT:SS, to można powiedzieć, że mamy i rybki, i akwarium: utrzymano wysoką wydajność oraz przedłużono żywotność ogniwa.
Czytaj też: Niepokojący problem z fotowoltaiką doprowadzi do tragedii. W Ameryce przerywają milczenie
Naukowcy twierdzą, że ich wynalazek z chlorkiem indu może wydłużyć stabilność termiczną urządzeń aż do około 10 tysięcy godzin. Gdyby faktycznie tak się stało, to wówczas znaleźlibyśmy się u progu nowego otwarcia w fotowoltaice. Na razie jednak to tylko melodia przyszłości.
