Transparentne fotonaponske ćelije na bazi organskih materijala
01.04.2014
Područje obnovljivih izvora energije uzbudljivo je istraživačima, koji su nedavno otišli korak dalje u razvoju jeftinih fotonaponskih ćelija. Poznato je da FN ćelije na bazi amorfnog silicija nisu tako troškovno povoljne kao što bi mogle biti. Znanstvenici s Instituta za znanost i tehnologiju iz japanske Okinawe, na čelu s dr. Yabing Qijem istražuju mogućnosti FN ćelija baziranih na organskim materijalima, koje imaju fleksibilne i transparentne elektrode, što bi omogućilo jeftinu proizvodnju. U nedavno objavljenom radu u časopisu “Organic Electronics”, Qi i njegov znanstveni tim navode da se elektrode mogu načiniti od novih materijala, poput plastike, vodljivih materijala i cinkovog oksida. Oni su ujedno uspješno identificirali metode za čišćenje elektroda kako bi se obnovila njihova vodljivost i radni učinak nakon duljeg perioda skladištenja. Tradicionalne FN ćelije napravljene iz silicija skupe su zbog visoke cijene materijala i rigoroznih proizvodnih postupaka. Silicijeve FN ćelije su krute i neprozirne, što znači da je njihova upotreba i ugradnja ograničena. Qi i njegove kolege rade s fleksibilnim vodljivim materijalima koji su uz to prozirni.
Proizvodnja “flextroda”, kako su nazvali fleksibilne transparentne elektrode, jeftinija je i potencijalno lakša, uz korištenje metode pod nazivom “roll-to-roll coating”, upravo radi njihove fleksibilnosti. Primjerice, glavni sastojak flextroda u proizvodnji je polietilen (PET), jeftini materijal koji služi za proizvodnju plastičnih boca. Za razliku od ćelija na bazi amorfnog silicija, flextrode mogu biti montirane na prozore, jer mogu biti djelomično prozirne. S obzirom na to da su flextrode nova tehnologija, moraju biti dodatno istražene, a Qi i njegov tim proučavali su njihova radna i kemijski svojstva te provodljivost na površini. Primijetili su da nakon produljenog perioda skladištenja flextrode dobivaju izolirajući sloj onečišćenja na površini koji znatno smanjuje njihovu učinkovitost i rad. Znanstvenici su konstatirali da dvije uobičajene metode, jedna je tretman ultraljubičastim zračenjem, a druga uz pomoć kisika i plazme, dobro djeluju na uklanjanje onečišćenja i vraćanje funkcije flextrodama u ekonomičnom procesu proizvodnje materijala koji je spreman za upotrebu. Qi je vrlo uzbuđen vezano za budućnost jeftinih FN ćelija te pojašnjava da je dostupnost organskih materijala, za razliku od amorfnog silicija, doista bezgranična. Njegov laboratorij sada radi na konstrukciji i optimiranju novih FN ćelija, a mogućnost da ta tehnologija bude komercijalno dostupna je iza ugla.
