...

Polimerowe ogniwa słoneczne

25 lutego 2022
Polimerowe ogniwa słoneczne

Zespół badawczy z Chińskiej Akademii Nauk (CAS) zbudował wysoce wydajne, całkowicie polimerowe organiczne ogniwo słoneczne oparte na wysokiej jakości foliach mieszanych o zwiększonej krystaliczności i wewnętrznej penetracji sieci nanowłókien. Zostało ono przygotowane w ramach technologii powlekania wspomaganego meniskami.

W ostatnich latach całkowicie polimerowe ogniwa słoneczne (ang. polymer photovoltaic cells – PSC) są uważane za bardziej prawdopodobne urządzenia fotowoltaiczne do przyszłych zastosowań ze względu na ich dobre właściwości mechaniczne i doskonałą stabilność.

W odróżnieniu od konwencjonalnego wytwarzania polimerowych ogniw słonecznych metodą powlekania obrotowego, zespół prof. Wang Jingxia z Technicznego Instytutu Fizyki i Chemii Chińskiej Akademii Nauk oraz prof. Huo Lijun z Uniwersytetu w Beihang opracował metodę drukowania w ramach technologii powlekania wspomaganego meniskami (ang. meniscus assisted coating – MAC).

Proponowana technologia oparta jest na zastosowaniu wysokiej jakości folii blend o zoptymalizowanej morfologii warstwy aktywnej. Wydajność tak przygotowanych PSC w technologii powlekania wspomaganego meniskami wynosi 15,53%, czyli jest wyższa niż w przypadku przygotowanych metodą powlekania obrotowego (14,58%), ze względu na bardziej uporządkowane upakowanie molekularne i lepszą strukturę sieci przenikania się nanowłókien do warstwy aktywnej wykonanej w technologii MAC.

W tym badaniu stwierdzono, że szybkość ścinania roztworu ma duży wpływ na kształt geometryczny trójfazowej linii styku, kinetykę krystalizacji materiału i wielkość rozdziału faz oraz krystaliczność materiału warstwy aktywnej.

W międzyczasie naukowcy zastosowali metodę MAC do przygotowania urządzeń 1×1 cm2 o sprawności konwersji mocy (PCE) powyżej 12%. Przygotowywane są również różne folie z warstwą aktywną o sprawności powyżej 15%.
Rozwój tej pracy zapewnia nie tylko prostą i wydajną metodę drukowania rozwiązań do przygotowania wszystkich PSC, ale także konstruktywne wskazówki teoretyczne zgodnie z różnymi szybkościami ścinania – powiedział prof. Wang.

Prace te były wspierane przez Chińską Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych oraz Międzynarodowy Program Partnerski Chińskiej Akademii Nauk.

Źródło: Technical Institute of Physics and Chemistry Chinese Academy of Sciences

Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika