Naukowcy z Uniwersytetu Politechnicznego w Hong Kongu ogłosili nowy rekord organicznego ogniwa fotowoltaicznego. Sprawność konwersji energii słonecznej na energię elektryczną przekroczyła 19%. Do tej pory nie udało się to nikomu. Czy to osiągnięcie może zmienić przyszłość energetyki solarnej?

Nowy rekord organicznego ogniwa fotowoltaicznego 

Na łamach Nature Communication ukazało się nowe badanie, które może okazać się przełomem w rozwoju organicznych ogniw fotowoltaicznych. Naukowcom z Uniwersytetu Politechnicznego w Hong Kongu udało się osiągnąć nowy rekord sprawności konwersji energii słonecznej na energię elektryczną. Dzięki usprawnieniom technologii ten parametr wyniósł 19,31%. 

Jak tego dokonano? Zespół badawczy wynalazł nowatorską technikę regulacji morfologii organicznego ogniwa solarnego, która zwiększa efektywność i stabilność komórek poprzez użycie 1,3,5-trichlorobenzenu jako regulatora krystalizacji.

Nowe odkrycie sprawi, że badania nad organicznymi ogniwami fotowoltaicznymi będą ekscytującą dziedziną, a to prawdopodobnie stworzy ogromne możliwości zastosowania tej technologii w takich rozwiązaniach jak przenośna elektronika czy fotowoltaika zintegrowana z budynkiem – powiedział prof. LI Ganga, kierownik zespołu badawczego. 

Czym wyróżniają się organiczne ogniwa fotowoltaiczne?

Dominującą technologią w rozwoju energii słonecznej są krzemowe ogniwa fotowoltaiczne. Mało kto słyszał o ich konkurencji, czyli organicznych ogniwach fotowoltaicznych. To dlatego, że prace nad rozwojem tej techniki produkcji energii elektrycznej nadal nie przekroczyły momentu, w którym komercjalizacja tego rozwiązania byłaby opłacalna. Jednak kiedy w końcu to się uda, rynek energii słonecznej może diametralnie się zmienić. A ostatni wynik uzyskany na Uniwersytecie Politechnicznym w Hong Kongu daje nadzieję, że to może wydarzyć się już niedługo. 

W najprostszych słowach, organiczne ogniwa fotowoltaiczne (z ang. Organic Solar Cells) to takie, które powstają wyłącznie ze związków organicznych. Dzięki temu ta technologia charakteryzuje się wieloma dodatkowymi zaletami, których nie mają standardowe krzemowe ogniwa. 

Organiczne warstwy polimerowe mogą być tworzone za pomocą reakcji chemicznych w wielkich ilościach, co pozwala na utrzymanie niskich kosztów produkcji. Ponadto ten proces jest o wiele prostszy niż w przypadku produkcji konwencjonalnych ogniw. Dodatkowo organiczne ogniwa fotowoltaiczne są ponad 1000 razy cieńsze niż warstwa krzemu w panelu krystalicznym i wytrzymałe na zginanie czy ściskanie, co m.in. ułatwia ich transport. Inną zaletą, o której często wspomina się przy okazji tego rodzaju ogniw solarnych to ich półprzezroczystość. Oznacza to, że będą mogły być montowane na wielu nowych powierzchniach, jak okna czy ekrany. 

Czy ta technologia ma szansę wejść na rynek?

Jak dotąd istotną przeszkodą w rozwoju organicznych ogniw fotowoltaicznych była właśnie sprawność konwersji energii elektrycznej, co ostatecznie przekłada się na ilość produkowanego prądu. Co jest powodem?

Chociaż to, że związki chemiczne, z których są zbudowane, mają tendencję do reagowania m.in z tlenem zawartym w powietrzu jak i parą wodną. W ten sposób tworzą się substancje niezdolne do pochłaniania światła, których warstwa na wierzchniej stronie ogniwa dodatkowo ogranicza efektywność. Jak na ironię, światło dodatkowo przyśpiesza cały proces.

Zdaniem ekspertów z Hong Kongu momentem przełomowym, który otworzy nowe drzwi w rozwoju i komercjalizacji organicznych ogniw fotowoltaicznych nastąpi w momencie, gdy ich sprawność przekroczy poziom 20%. 

Źródło i fot. główna: polyu.edu.hk

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.