Нов метод гарантира по-ефективно производство на органични слънчеви клетки

Възможността да се използват евтини материали и семпли производствени методи са две огромни предимства на печатните органични слънчеви клетки. Сега група учени е създала нов подход, който обещава по-малко дефекти и по-ефективна работа на този вид кледки. Нововъведението е предложено от Олл Инганас, професор от университета Линконгпинг, ръководител на изследователска група, която вече е разработила по-ефективния метод за производство на модули слънчеви клетки. Резултатите бяха публикувани в научното списание “Гъвкава електроника”.

Енергийната ефективност на органичните слънчеви клетки се доближава до тази на конвенционалните силициеви слънчеви клетки, но двата вида модули не е задължително да се конкурират на един и същи пазар. “Органичните слънчеви клетки могат да бъдат използвани в много контексти, не на последно място тези, в които техните специални свойства са най-полезни: те могат да бъдат полупрозрачни, меки, гъвкави, могат да бъдат изработени в различни цветове и са евтини за производство”, казва Олл Инганас.

Заедно с изследователската си група, той е разработил подобрен метод за производство на тези тънки и гъвкави слънчеви клетки.

В една полупрозрачна фотоволтаична клетка се използват два вида електроди на базата на полимера “PEDOT: PSS” (обикновено използван в органичната електроника). Единият действа като анод, а другият бива модифициран, за да стане катод. Това, което изглежда като ивици в модула на соларната клетка, всъщност е лента материала от катоден или аноден тип. Активният слой, който абсорбира светлина и произвежда електрони, се намира между тези електроди. Отделните слънчеви клетки са свързани последователно в модула.

Когато електродите и активният слой се отпечатват на тънки филми един върху друг, дефектите в един слой действат като “точки на атака” за следващия слой, който ще се отпечата отгоре. Тези дефекти взаимно се усилват. Те причиняват къси съединения между горната и долната част. До този момент проблемът се решава чрез пускане на силен ток през клетката. “Дефектите във всяка отделна клетка трябва да бъдат изгорени”, обяснява Оле Ингагас. Това отнема време, достъпът до дефектните места е труден, а като цяло делът на дефектиралите устройства е голям.

Сега обаче учените успешно са изпитали метод, при който използват активния полимерен материал като лепило. Две пластмасови филма, един с анодите и един с катодите, се поставят и се покриват с активния материал, преди да се прилепят и цялото устройство да се ламинира. Тъй като се отпечатват два отделни слоя, броят на дефектите е по-малък и вероятността два дефекта да са разположени точно един срещу друг по време на ламинирането е незначителна.

“Това просто не се случи. Но открихме, че когато ламинираме двата слоя заедно, за да създадем гъвкав и здрав модул, слънчевите клетки генерират повече ток, когато се осветяват от едната страна, отколкото от другата. Разбира се, ние искаме клетката да генерира еднакво количество ток, независимо от коя страна грее слънцето“, посочва той.

Влагата е това, което създава проблема, устновили учените. Проблемът може да бъде решен чрез производството на анодните и катодните филми така, че бързо да бъдат ламинирани заедно с активния полимер в защитна атмосфера. Колкото по-кратък е периодът, в който филмът е изложен на влага, толкова по-добре.

“Ние показахме, че този метод на ламиниране работи с много различни комбинации от полимери и че енергийната ефективност е точно толкова висока, колкото тази, получена от конвенционалното производство”, казва Олли Инганас.

Снимка: Тор Балкхед

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*