Organiczne ogniwa fotowoltaiczne. Trafią na ściany i okna?

Organiczne ogniwa fotowoltaiczne to nadal produkt niszowy, który interesuje przede wszystkim naukowców. Dzięki prowadzonym w Korei Południowej badaniom, wykonano duży krok w kierunku ich komercjalizacji.

Klasyczne, krzemowe panele fotowoltaiczne osiągnęły już wysoki poziom rozwoju, dzięki czemu są powszechnie stosowane - zarówno w mikroinstalacjach, jak i ogromnych elektrowniach słonecznych. Technologia ta ciągle jest rozwijana, lecz jest to obecnie raczej powolne udoskonalanie koncepcji. Badacze pracują teraz też nad innymi sposobami pozyskiwania energii ze światła słonecznego, na przykład dzięki ogniwom organicznym.

Technologia ta nie jest zbyt popularna, ale kto wie, czy w najbliższych latach się to nie zmieni. Główną zaletą ogniw organicznych w kontekście globalnym jest fakt, że do ich produkcji nie potrzeba krzemu, a co za tym idzie - łatwiej będzie uniezależnić się od towarów wytwarzanych w Chinach.

Jak możemy przeczytać w tekście "Badania i rozwój technologii ogniw PV" autorstwa naukowców z Instytutu Maszyn Przepływowych PAN, ogniwa te są urządzeniami, w których konwersja energii słonecznej na elektryczną następuje przy użyciu małocząsteczkowych molekuł organicznych i polimerów elektroaktywnych.

Ich zaletami jest niewielka waga oraz fakt, że mogą być one przymocowywane do różnych powierzchni. Jako elementy półprzezroczyste mogą sprawdzić się nawet naklejone na szyby okien lub na samochody, oprócz tego mogą sprawdzić się przy zasilaniu elementów IoT (internet rzeczy).

Dziennikarze serwisu Interesting Engineering opisali kwestię najnowszych badań prowadzonych przez naukowców z Korei Południowej. Efektem pracy zespołu, któremu przewodzi Hae Jung Son z Koreańskiego Instytutu Nauki i Technologii jest znaczne usprawnienie ogniw organicznych.

Główną wadą tego typu urządzeń jest niewielka powierzchnia fotoaktywna, która przyjmuje wartość rzędu 0,1 centymetra kwadratowego. Po rozszerzeniu jej na skalę, która pozwala uzyskiwać sensowne ilości energii elektrycznej, okazało się, że występują duże problemy z wydajnością.

Osiągnięcia koreańskiego zespołu dotyczą tempa odparowywania rozpuszczalnika. Substancja ta parowała zbyt wolno, przez co występować mogła niepożądane połączenie składników fotoaktywnych.

Na potrzeby badań stworzono trójskładnikowe warstwy fotoaktywne z wykorzystaniem dodatków polimerowych. Wpłynęło to pozytywnie na wydajność ogniw, a do tego poprawiło ich stabilność podczas wysokich temperatur.

Wydajność modułów opracowanych przez koreańskich naukowców wynosi 14,7 proc., co oznacza, że jest ona wyższa o 23,5 proc. względem stosowanych wcześniej rozwiązań. Ponadto ogniwa organiczne opracowane w Korei zachowują 84 proc. początkowej wydajności po 1000 godzin pracy w temperaturze 85 stopni Celsjusza.

Karol Kołtowski, dziennikarz Gadżetomanii