Drukowalne ogniwa słoneczne

Naukowcy z USA stworzyli organiczne, drukowalne ogniwa słoneczne. Ich wydajność zbliża się do wydajności ogniw polimerowych, a można je nakładać na każdą powierzchnię – poinformował magazyn „Technology Review”.  

Grupy badawcze, pod kierownictwem jednego z laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie chemii z roku 2000 – prof. Alana Heegera - oraz prof. Guillermo Bazana z University of California, wytworzyły małe molekuły, które można użyć do drukowania organicznych ogniw słonecznych. Ogniwa, wytworzone na ich bazie, mogą konkurować z ogniwami polimerowymi – celem badaczy jest osiągnięcie poziomu konwersji ogniw krzemowych.

Polimerowe ogniwa słoneczne, w porównaniu do ogniw krzemowych, są mniej wydajne, ale tańsze w wytwarzaniu. Materiały organiczne, zwane „małymi molekułami”, będące komponentami organicznymi o niskiej wadze molekularnej, mogą być włączane do atramentów i drukowane na wielkich powierzchniach. Tworzy to elastyczne i lekkie ogniwa słoneczne, które można rozmieszczać na dowolnych materiałach – od instalacji dachowych po dodatkowe ogniwa w urządzeniach przenośnych.

Molekuły stworzone przez zespół Bazana i Heegera pozwoliły na skonstruowanie drukowanego ogniwa słonecznego o wydajności 6,7 proc. Jak powiedział „Technology Review” prof. Bazan, można oczekiwać, że w ciągu roku uda się osiągnąć wydajność 9 proc. Mimo iż w testach laboratoryjnych ogniwa tego typu osiągają wyższą wydajność niż w produkcji masowej, i tak oznaczałoby to wydajność porównywalną z najlepszymi polimerowymi ogniwami słonecznymi na rynku.

Zespół wyszedł od prac Bazana, który zaczął od optymalizacji własności elektrycznych molekuł, tak aby mogły one działać przy wysokim napięciu koniecznym do wytwarzania mocy. Trudne było także stworzenie dobrej jakości materiału do ogniw z małych molekuł – z trudnością da się z nich wytworzyć cienki film konieczny do pokrycia ogniwa słonecznego.

Po wytworzeniu małych molekuł o pożądanych właściwościach, grupa Bazana, zaczęła tworzyć z nich ogniwa o większej niż dotąd wydajności. Grupa Heegera, która do niej dołączyła, pracowała nad wytworzeniem odpowiednio cienkiego i trwałego filmu dla ogniw słonecznych.

Jak stwierdził prof. Heeger, jest za wcześnie, by mówić o terminie rozpoczęcia produkcji nowych ogniw i ich wypuszczenia na rynek. Obecnie celem obu grup badawczych jest osiągnięcie poziomu konwersji 15 proc., typowego dla krzemowych ogniw słonecznych.

PAP - Nauka w Polsce