Organiczne ogniwa słoneczne (ang. organic solar cells, OSC) mogą być w przyszłości interesująca technologią fotowoltaiczną. Wśród ich największych zalet wymieniane są niskie koszty produkcji oraz szerokie spektrum zastosowań. Takie ogniwa są zbudowane w gruncie rzeczy z materiałów podobnych do plastiku. Można je kształtować w różne formy, dzięki czemu przydadzą się jako dodatkowy element energotwórczy w drobnych urządzeniach elektronicznych.
Czytaj też: Naczelna trucizna zniknęła z ogniw słonecznych. Odpocznie od niego człowiek i środowisko
Niestety sprawność konwersji takich ogniw słonecznych jest bardzo niska. Starsze badania naukowe wskazywały na wydajność poniżej 10 proc. Naukowcy z Uniwersytetu Narodowego Pukyong w Busan (Korea Południowa) podzielili się na łamach Organic Electronics swoją wizją OSC, które można by produkować ze specjalnych polimerów.
Wydajność organicznych ogniw słonecznych można zwiększyć dzięki specjalnym polimerom
Badaczom chodzi tutaj dokładnie o tzw. polielektrolity. Są to substancje powstające w wyniku połączenia dodatnio i ujemnie naładowanych jonów rozpuszczonych w roztworze – tłumaczą uczeni. Zdaniem kierownika badań, Joo Hyuna Kima, takie polielektrolity mogłyby zrewolucjonizować branżę organicznych ogniw słonecznych, umożliwiając zwiększanie ich wydajności na bezprecedensową skalę.
Czytaj też: Wreszcie znaleźli rozwiązanie problemu? Tak wygląda nowa struktura ogniw słonecznych
Prace laboratoryjne polegały na zastosowaniu polielektrolitów jako warstwy pośredniej katody – znajdującej się pomiędzy katodą a warstwą aktywną. Starsze badania Koreańczyków dowiodły, że materiał ten pozytywnie wpływa na parametry techniczne ogniwa. Tym razem jednak przeprowadzono nową technikę „osadzania” warstwy. Autorzy badań nazywają ją techniką wymiany jonowej w celu modyfikacji polielektrolitów na potrzeby OSC. Okazała się ona o wiele mniej praco- i czasochłonna od starszych metod, które wymagały usuwania nadmiaru materiałów wyjściowych.
Czytaj też: Chiny zarządzają nową generacją ogniw słonecznych. Wada perowskitów już okiełznana?
Drobna, ale bardzo ważna zmiana w zakresie stosowania polielektrolitów sprawiła, że testowy model osiągnął sprawność konwersji energii na poziomie 9,41 proc. Zespół badawczy wyraża nadzieję, że zaproponowane przez nich podejście do projektowania i tworzenia organicznych ogniw słonecznych będzie w przyszłości szerzej stosowane niż tylko w uczelnianych laboratoriach.