Ci siamo appena avvicinati alla commercializzazione delle celle solari organiche.

Un gruppo di ricercatori diretti da Hae Jung Son del Centro di Ricerca sul Fotovoltaico Avanzato del Korea Institute of Science and Technology ha identificato i fattori che causano il declino delle prestazioni delle celle solari organiche di grandi dimensioni e ha sviluppato un nuovo materiale polimerico additivo per lo sviluppo della tecnologia delle celle solari organiche di grandi dimensioni. uno studio pubblicato su Nano Energia.

Si tratta di un risultato significativo per diversi motivi: La commercializzazione della ricerca sulle celle solari organiche potrebbe aprire la strada all’autosufficienza ecologica nella produzione di energia. In particolare, tali celle possono essere semplicemente applicate all’esterno di edifici e automobili, nonché utilizzate come fonte di energia per dispositivi mobili e IoT.

Cella solare organica

Nel caso in cui non lo sappiate, le celle solari organiche, che fanno parte della terza generazione di celle solari, stanno guadagnando popolarità come tecnologia chiave per la generazione urbana di energia dal sole. Questo perché possono essere stampate e montate sulle pareti esterne degli edifici o sulle vetrate.

Tuttavia, ha i suoi svantaggi. La sua area fotoattiva, che raccoglie la luce solare e la converte in energia, è molto più piccola di 0,1 cm², il che significa che la sua commercializzazione è ostacolata da problemi di prestazioni e ripetibilità che si presentano quando l’area della cella viene aumentata a diversi m², dove sono disponibili livelli di fornitura di energia validi.

Per ovviare a questo problema, il team si è concentrato sulla forma compositiva dello strato fotoattivo nelle celle solari organiche e sul processo di soluzione. Un metodo chiamato spin coating produce una miscela omogenea di strati fotoattivi facendo evaporare rapidamente il solvente mentre il substrato ruota ad alta velocità; tuttavia, la tecnica di soluzione continua su vasta area sviluppata per uso industriale danneggia le prestazioni delle celle solari.

Questo accadeva perché la velocità di evaporazione del solvente della soluzione di materiale per celle solari era troppo lenta e, di conseguenza, si potevano verificare agglomerazioni indesiderate tra i componenti fotoattivi. Per evitare questo comportamento, i ricercatori hanno creato un additivo polimerico che interagisce con i materiali a rischio di aggregazione.

Energia!

Per lo studio sono stati creati strati fotoattivi ternari con additivi polimerici per prevenire l’aggregazione degli strati fotoattivi. Inoltre, grazie alla possibilità di modificare la struttura a livello nanometrico, è stato possibile migliorare le prestazioni delle celle solari e garantire la stabilità contro gli aumenti di temperatura indotti dalla luce durante il loro funzionamento.

Secondo lo studio, l’efficienza complessiva del modulo è stata del 14,7%, con un aumento delle prestazioni del 23,5% rispetto al sistema binario standard. La capacità di mantenere oltre l’84% di efficienza iniziale per 1.000 ore in un ambiente caldo a 85°C ha dimostrato sia l’efficienza che la stabilità.

Secondo Son, “si sono avvicinati alla commercializzazione delle celle solari organiche proponendo il principio fondamentale di un materiale per celle solari in grado di essere lavorato in soluzione di alta qualità e su grandi superfici”. Si tratta di una notizia entusiasmante, poiché il fotovoltaico organico ha il potenziale per ridurre in modo significativo il costo complessivo di un sistema di energia solare, rendendo il solare una fonte di energia pulita davvero onnipresente.

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