Fotowoltaika to nie tylko tradycyjne krzemowe panele słoneczne, ale również cała gama innych typów ogniw, które nie są stosowane jeszcze na masową skalę. Niejednokrotnie wspominałem już o takim rodzaju urządzeń, które nazywa się zbiorczo organicznymi ogniwami fotowoltaicznymi. Ich zasadniczą różnicą jest to, że zbudowane są z różnych organicznych polimerów, które sprawiają, że ogniwa są elastyczne, cienkie i można je wytwarzać nawet poprzez drukowanie atramentowe.
Czytaj też: Połączyli panele słoneczne i kopalnię węgla. Jak to niby ma ze sobą działać?
Naukowcy z Instytutu Bioenergii i Technologii Bioprocesów w Qingdao Chińskiej Akademii Nauk opublikowali w Advanced Materials artykuł traktujący o podtypie organicznych ogniw, który składa się nie z dwóch podstawowych warstw (donora i akceptora), ale trzech. Dodatkowym komponentem jest tzw. gość. Jest to stosunkowo nowa technologia, którą badało niewielu naukowców.
Panele słoneczne mogą też składać się z organicznych związków. Wyniki uczonych napawają nadzieją
Międzynarodowy zespół badaczy z Niemiec, USA, Kanady i Wielkiej Brytanii w marcu 2023 roku odkrył, że to właśnie trójskładnikowe organiczne ogniwa słoneczne (TOSC) są przyszłością fotowoltaiki z uwagi na ich zaskakująco wysoką wydajność – dowiadujemy się z Nature. Chińscy uczeni jednak poszli o krok dalej w badaniach i postanowili pomanewrować ustawieniem trzech komponentów, aby sprawdzić, które z nich gwarantuje najlepsze parametry pracy.
W swoich eksperymentach wykorzystali konkretny związek „gościa” o nazwie L1, który zmodyfikowali bocznymi łańcuchami fenyloalkilu. Następnie sprawdzali jego działanie w różnych miejscach w strukturze TOSC oraz przy różnych związkach donorów i akceptorów. Okazało się, że ogniwo o budowie PM6:IT-4F:LA1 wykazało się wydajnością na poziomie 15,27 proc. i wysokim współczynnikiem wypełnienia powyżej 81 proc.
Czytaj też: Zabezpieczyłeś panele słoneczne przed tym żywiołem? Nic nie szkodzi. I tak się rozpadną
Jeszcze lepsze wyniki pojawiły się, kiedy w roli akceptora postawiono związek z rodziny Y6. Wówczas sprawność konwersji energii wyniosła 19,17 proc. Jest to na tyle wysoka wartość, że może już zacząć konkurować z wieloma innymi typami ogniw fotowoltaicznych. Jednakże w niniejszych badaniach nie wszystko było takie łatwe i oczywiste. Autorzy badań przyznają, że nie wiedzą, co powoduje, że w danych ustawieniach struktury ogniwa jego wydajność jest większa lub mniejsza. TOSC nadal pozostają dość enigmatycznymi konstrukcjami, nad którymi trzeba jeszcze wiele popracować. Jednak nie możemy zaprzeczyć, że początkowe eksperymenty przynoszą dobre rokowania na przyszłość.
