Zespół naukowców z kilku uczelni wyższych w Hongkongu przeprowadził badania nad zmodyfikowanym składem chemicznym organicznych ogniw słonecznych. O wynikach dowiadujemy się z artykułu w periodyku Nature Communications. Okazuje się, że zmiana akceptora na selenowy dużo zmienia w jakości pracy wynalazku.
Czytaj też: Doczekaliśmy się cudu. Te ogniwa są tańsze od zwykłych paneli słonecznych o 70 proc.
Organiczne ogniwa słoneczne (OSC) pod wieloma względami są atrakcyjniejsze od krzemowych paneli słonecznych. Przede wszystkim ich koszt budowy jest zdecydowanie mniejszy. OSC zbudowane są ze związków na bazie węgla i przypominają w formie kawałek plastiku. Dzięki tym cechom można jest wytwarzać w dowolnych kształtach. Ponadto są one wysoce rozciągliwe oraz przezroczyste. Ostatnia cecha na pewno zadowoli te osoby, które nie chcą by instalacje fotowoltaiczne szpeciły krajobraz otoczenia. OSC są w stanie działać niemal niezauważenie.
![](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fkonto.chip.pl%2Fuploads%2F2024%2F04%2Fhong-kong-2537966_1280.jpg&w=1600&q=85)
Zamiast krzemowych paneli słonecznych może organiczne ogniwa?
Niestety nie wszystko jest takie świetne, jak się mówi. Organiczne moduły wciąż charakteryzują się małą odpornością na działanie czynników zewnętrznych, krótką żywotnością i niską stabilnością strukturalną. Dzięki działaniom uczonych z Hongkongu i zastosowaniu selenu w warstwie akceptora ta sytuacja może się zmienić.
Czytaj też: Pożar paneli słonecznych – ile masz czasu na ucieczkę? Mniej niż na czytanie tego tekstu
Konstruując nowy prototyp OSC, uzyskano model z wyższą sprawnością konwersji energii. Wyniosła ona 18,4 proc., co dla tej klasy jest bardzo wysoką wartością. Naukowcy donoszą także o wyższym poziomie przenikalności elektrycznej w materiale. Akceptor na bazie selenu wykazał szybszą rekombinację ładunków po setkach pikosekund od wzbudzenia.
Jak wyglądała finalna struktura urządzenia? Podłoże osadzono z tlenku indu i cyny (ITO), na nią „nałożono” warstwę PEDOT: PSS, następnie organiczną warstwę aktywną, a dalej materiał transportujący elektrony (ETL) zbudowany ze związku o skrócie PNDIT-F3N. Zewnętrzny styk skonstruowano ze srebra.
Czytaj też: Podkręcili jakość paneli słonecznych, stosując specjalną technikę. Co z tego wyszło?
Oczywiście to nie koniec badań na nowym typem organicznych paneli słonecznych. Uczeni planują kontynuować prace nad optymalizacją struktury molekularnej, zwiększeniem przenikalności elektrycznej oraz kontrolowaniem jej zachowania w trakcie działania ogniwa. Nie brzmi to jak zapowiedź rychłego wprowadzenia technologii na rynek detaliczny czy hurtowy – bardziej na perspektywę wielu lat badań laboratoryjnych. Niemniej to dzięki nim za jakiś czas otrzymamy wyjątkowo mocny i stabilny produkt fotowoltaiczny.