Organiczne ogniwa słoneczne z dużym krokiem w kierunku praktycznego zastosowania
Odpowiednie materiały do budowy czysto organicznych ogniw słonecznych są znane od dawna. Za niezbyt chwytliwą nazwą Y6-SMA kryje się duża cząsteczka węglowodorów, azotu, fluoru, siarki i tlenu.
Nie ma tu metali ziem rzadkich, krzemu ani innych metali. A jednak wydajność w testach laboratoryjnych wynosi obecnie 19 procent. Produkowane przemysłowo ogniwa słoneczne nie osiągają dużo lepszych wyników.
Największym problemem tej konstrukcji jest jej krótka żywotność. Jak dotąd, trwałość, która jest mierzona, gdy wydajność spada do mniej niż 80 procent wartości początkowej, nie była przekonująca. W najlepszym przypadku osiągnięto nieco poniżej 1000 godzin, co nie byłoby rokiem nawet w niezbyt nasłonecznionych regionach.
Dzięki nowej, pozornie sprzecznej koncepcji, zespołowi badawczemu z Uniwersytetu w Hongkongu udało się zwielokrotnić tę wartość - niemal do poziomu praktycznej technologii solarnej.
W prezentowanych tu organicznych ogniwach słonecznych wyeliminowano separację między cząsteczkami emitującymi elektrony i tymi, które je absorbują, co prowadzi do niezbędnego napięcia, a tym samym do generowania energii elektrycznej. Zamiast tego, molekuły są ze sobą splecione.
To mieszanie odbywa się na poziomie molekularnym, co skutkuje strukturą w zakresie nanometrów. W kolejnych testach z impulsowym światłem laserowym, typowej procedurze testowania trwałości fotoelektroniki, pierwotna wartość żywotności została zwiększona z 1000 do 25 000 godzin.
Oznacza to, że wydajność nadal wynosiłaby 80 procent po około 10 latach i więcej. Oczywiście są to nadal testy laboratoryjne, ale sam fakt skonstruowania modułu słonecznego ze związków organicznych, który jest zbliżony do obecnej technologii, powinien uczynić tę dziedzinę badań znacznie bardziej interesującą.
Ostatecznie doprowadzi to do powstania kompostowalnego ogniwa słonecznego, które będzie można wyrzucić wraz z odpadami ogrodowymi po 20 latach eksploatacji. Marzenie przyszłości, ale przynajmniej nie będzie wąskich gardeł w dostawach powszechnie stosowanych pierwiastków.
Źródło(a)
