Revolusjon innen solenergi: Chemnitz teknologiske universitet forsker på organiske celler!

Revolusjon innen solenergi: Chemnitz teknologiske universitet forsker på organiske celler!

Forskning på organiske solceller har skutt fart de siste årene, spesielt ved Chemnitz University of Technology, hvor et team ledet av prof. Dr. Carsten Deibel jobber intensivt med å øke effektiviteten til disse teknologiene. Fokuset her er på å forstå langsomme ladningsbærere, som er ansvarlige for betydelig transportmotstand. Dette fenomenet påvirker både fyllfaktoren og den totale ytelsen til solcellene. Resultatene av denne forskningen er publisert i anerkjente tidsskrifter som "Reports on Progress in Physics" og "Advanced Energy Materials" for å gi det vitenskapelige samfunnet ny innsikt.

Tverrfaglig samarbeid er en vesentlig del av denne fremgangen. Som en del av DFG-forskningsgruppen «Printed & stabil organic photovoltaics with non-fullerene acceptors – POPULAR» har eksperter fra flere tyske og britiske universiteter jobbet med prosjekter som er finansiert med rundt fem millioner euro. Målet til denne gruppen er å forbedre og optimalisere organiske solceller for masseproduksjon.

Rollen til organiske solceller

Organiske solceller, som består av ensartede organiske kjemikalier, spesielt hydrokarbonforbindelser som plast, gir flere fordeler i forhold til konvensjonelle teknologier. Fra august 2018 var effektiviteten deres 17,3 %, noe som er lavere enn for uorganiske solceller, men skiller seg ut på grunn av kostnadseffektive og allsidige produksjonsprosesser. De første organiske solcellene ble utviklet av Ching W. Tang i 1985 og er fortsatt avhengige av konjugerte polymerer og fullerener i lagene.

En av de store utfordringene er den langsomme bevegelsen til lastbærerne. Disse problemene kan omgås ved å bruke et donor-akseptorsystem som muliggjør rask ladningsoverføring. Det aktive laget av disse cellene er avsatt på en gjennomsiktig, ledende elektrode som maksimerer lysabsorpsjonen, mens en metallelektrode samler de oppsamlede ladningsbærerne på den andre siden av laget.

Innovasjoner og utfordringer

I tillegg til forskning ved Chemnitz teknologiske universitet, forfølger institusjoner som dette Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems innovative tilnærminger for å produsere organiske solceller. De jobber med billigere og mer miljøvennlige materialer som er rimelige for kommersiell bruk. Utviklingen av fleksible, lette transparente celler kan åpne for banebrytende bruksområder, for eksempel som integrerte løsninger i vindussystemer eller landbruksbeskyttelsesfilmer som både gir beskyttelse og bidrar til energiproduksjon.

Selv om organisk solcelle har gjort fremskritt de siste årene, er langsiktig stabilitet fortsatt en av de viktigste hindringene for det kommersielle gjennombruddet. Selskaper som Heliatek ble grunnlagt for å bringe disse teknologiene inn i masseproduksjon, men det er fortsatt behov for utvikling for å optimere levetiden og effektiviteten til disse cellene i sollys. Å skape et stabilt markedsmiljø for organiske solceller krever ikke bare teknologiske forbedringer, men også økonomiske strategier for å redusere kostnadene.

Den nåværende utviklingen viser at livlighet og innovativ ånd innen organisk solenergi blir stadig viktigere. Forskningsprosjekter og bedrifter streber etter å overvinne utfordringene og dermed realisere fordelene med denne teknologien for bredere anvendelse.