В недавней статье, опубликованной в журнале Organic Electronics, Ци и его исследовательская группа охарактеризовали электроды, изготовленные из новых материалов, включая пластик, проводящий материал и оксид цинка. Они также успешно определили методы очистки электродов для восстановления их проводимости и работы выхода после длительного периода хранения, что способствовало оптимизации производства этих новых солнечных элементов.Традиционные солнечные элементы на основе кремния дороги в производстве из-за стоимости сырья и жестких требований к производству.
Солнечные элементы на основе кремния также жесткие и непрозрачные, что означает, что их использование и размещение ограничены. Ци и его коллеги работают с гибкими проводящими материалами, которые также прозрачны. Изготовление «Flextrodes», как были названы эти гибкие прозрачные электроды, более рентабельно и потенциально проще в изготовлении с использованием метода, называемого нанесением покрытия с рулона на рулон, из-за их гибкости. Например, основным компонентом для изготовления Flextrodes является ПЭТ, тот же недорогой и легкодоступный пластик, который используется в одноразовых бутылках для напитков.
Кроме того, их использование и размещение потенциально намного разнообразнее, чем у кремниевых элементов. Например, их можно даже разместить на окнах, поскольку органические солнечные элементы можно сделать частично прозрачными.Поскольку эти Flextrodes являются относительно новой технологией, фундаментальные исследования поверхности не проводились. В своей недавней статье Ци и его коллеги рассмотрели их работу выхода, поверхностную проводимость и химическое состояние.
Они также заметили, что после длительного хранения Flextrodes имеет изолирующий слой загрязняющих веществ на поверхности, что значительно снижает их эффективность и функциональность. Исследователи смогли показать, что два распространенных метода очистки, один с использованием УФ-обработки озоном, а другой с использованием кислородной плазмы, были эффективны в удалении загрязнений и восстановлении функции Flextrodes своевременным и экономичным способом. Исследование показало, что эти методы могут быть легко интегрированы в процесс производства солнечных элементов для регенерации готовых к использованию Flextrodes.Ци с нетерпением ждет будущего этих недорогих органических солнечных элементов.
Он объясняет, что в отличие от обычных солнечных элементов на основе кремния, «количество органических материалов, доступных для изготовления элементов, практически безгранично». Его лаборатория работает над дизайном и оптимизацией этих новых солнечных элементов. Возможность того, что эта технология станет доступной для широкого общественного использования, может быть не за горами. Возможно, следующее украшение окна, которое вы поставите, будет состоять из органических солнечных батарей, обеспечивающих не только приятный внешний вид, но и экологически чистую энергию.
Эта работа была выполнена в сотрудничестве с Plasticphotovoltaics.org и профессором Фредериком К. Кребсом и его лабораторией в Техническом университете Дании, которые любезно предоставили Flextrode для этого исследования.