Na łamach czasopisma Angewandte Chemie International Edition pojawiła się praca naukowców z Instytutu Technologii i Inżynierii Materiałów Chińskiej Akademii Nauk w Ningbo. Badacze opisują w niej efekty zastosowanie nowego materiału do budowy warstw transportujących dziury (ang. hole transporting layer, HTL) w organicznych ogniwach słonecznych (OSC).
Czytaj też: Perowskitowe ogniwa słoneczne dostały wsparcie. Są wydajniejsze i bardziej stabilne
Przypomnijmy na początku, że OSC są nieco inną generacją ogniw słonecznych. W przeciwieństwie do perowskitów czy krzemowych modułów zbudowane są ze związków organicznych. Z wyglądu mogą one przypominać, jakby skonstruowano je z plastiku. Taka cecha sprawia, że są one bardzo elastyczne oraz przezroczyste, zatem można byłoby je stosować w wielu lokalizacjach. Na razie technologia wciąż nie opuściła laboratoriów i nie spotkamy jej w powszechnym użyciu.
Organiczne ogniwa słoneczne osiągnęły wyjątkową wydajność. To zasługa jednej zmiany w strukturze
Niestety nie wszystkie cechy OSC są idealne. Wydajność tych ogniw słonecznych jest wyjątkowo niska i dlatego zespół z Chin pracował nad poprawieniem mocy ich działania. Do budowy warstwy transportującej dziury (jednej z kilku mikrowarstw składających się na ogniwo) zamiast konwencjonalnego związku PEDOT: PSS wykorzystali dwie asymetryczne samoorganizujące się cząsteczki – nazwano je BrCz i BrBACz.
Czytaj też: Takie rekordowe ogniwa słoneczne chciałby każdy. Wreszcie nadają się do montażu
Nowa koncepcja cząsteczek budujących HTL sprawiła, że parametry pracy ogniwa słonecznego poprawiły się. Mowa tutaj o zwiększonej ruchliwości dziur, zmniejszonej rezystancji interfejsu czy lepszym transporcie jonów. Wydajność eksperymentalnego modułu wyniosła 19,7 proc. przy gęstości prądu 29,2 mA/cm2 i napięciu obwodu 0,856 V.
Ponadto naukowcy sprawdzili, jak ogniwa słoneczne zachowują się pod wpływem warunków atmosferycznych. Naświetlali je przez 1036 godzin w powietrzu o wilgotności 40 proc. Po tym czasie urządzenie zachowało do 95 proc. swojej pierwotnej wydajności, co jest najlepszym wynikiem dla organicznych ogniw słonecznych!
Czytaj też: Takie ogniwa słoneczne nie mają prawa bytu. W jednym kraju przekonują o ich doskonałości
Warto uzmysłowić jeszcze, że testy naświetlania ogniw są tak naprawdę standardową procedurą ukazującą, jak wytrzymałe są nowo skonstruowane prototypy. W tym przypadku OSC praktycznie nie uległy żadnej degradacji po dłuższym czasie, co może budzić nadzieję na to, że kiedyś ogniwa tej klasy faktycznie zostaną skomercjalizowane i spopularyzowane.
