Chińczycy z kolejnym rekordem! Takie ogniwa słoneczne to prawdziwy skarb

Zespół uczonych z Wuhan University of Technology ma powody do dumy. Udało się im poprawić wydajność konwersji energii w ogniwach słonecznych po wytworzeniu urządzenia przy użyciu nowo zaprojektowanego niefulerenowego akceptora.

Czytaj też: Czy to w ogóle możliwe? Elastyczne i dwustronne ogniwa solarne mogą zmienić przyszłość fotowoltaiki

Praca opublikowana w czasopiśmie Nature Communications wskazuje na rekordową, ponad 20-procentową wydajność w ogniwach słonecznych z pojedynczym złączem. Mimo że to perowskitowe panele są uważane za najszybciej rozwijającą się technologią fotowoltaiczną, standardowe rozwiązania jeszcze długo nie odejdą na lamusa, zwłaszcza, że naukowcy decydują się na stosowanie nowych materiałów.

Chińczycy pobili rekord dla ogniw słonecznych z jednym złączem

Aby przetestować teorię, naukowcy zaprojektowali i zsyntetyzowali nowy akceptor niefulerenowy – L8-ThCl – który ma działać jako trzeci składnik obok systemu gospodarza PM6:L8-BO. To ważny dodatek, który pomaga zwiększyć nanofibryle donorów polimerów, a tym samym znacznie poprawić wydajność energetyczną, powyżej tak pożądanego progu 20 proc.

Czytaj też: Chińczycy potraktowali ogniwa słoneczne butanolem. Dziwna metoda miała szczytny cel

Podczas testów zespół wyprodukował dwa urządzenia – PM6:L8-ThCl/L8-BO:L8-ThCl i D18:L8-ThCl/L8-BO:L8-ThCl (wzory chemiczne poniżej) – z których każde odnotowało znacząco zwiększoną wydajność, odpowiednio o 19,4 proc. i 20,1 proc. PCE tego drugiego jest najwyższą certyfikowaną wydajnością odnotowaną do tej pory dla organicznych ogniw słonecznych z pojedynczym złączem.

Jak udało się osiągnąć takie wartości? Chińscy naukowcy twierdzą, że sekretem są zastosowane materiały. Jak czytamy w opublikowanej pracy:

Dobra mieszalność i interakcje międzycząsteczkowe między L8-BO i L8-ThCl w dimerach pakowanych w kształcie litery W i S mogą skutecznie wzmacniać sieci pakowania akceptorów w jednowymiarowe fibryle o wysokiej krystaliczności. Strategia ta oferuje zachęcającą perspektywę manipulacji półprzewodnikami organicznymi w celu przekroczenia kamienia milowego 20 proc. wydajności organicznych ogniw słonecznych.

Warto wspomnieć, że na początku tego roku zespół badawczy z Wuhan University of Technology i Central South University wyprodukował ultracienkie organiczne ogniwo słoneczne z dwuwarstwową warstwą transportującą ładunki dodatnie (dziury), które osiągnęło wydajność 17 proc.