Nowe podejście do projektowania ogniw słonecznych
Celem projektu HYBRIDSOLAR (Morphology and molecular packing in polymer-nanocrystal hybrid solar cells revealed with synchrotron x-ray characterization and other techniques) było poszerzenie wiedzy na temat nietoksycznych polimerowo-nanokrystalicznych hybrydowych ogniw słonecznych. Urządzenia te łączą w sobie zalety materiałów organicznych i nieorganicznych, czego efektem jest ich wysoka wydajność, a jednocześnie lekkość i elastyczność. Naukowcy wykazali możliwość kontrolowania molekularnego pakowania i morfologii w hybrydowych ogniwach słonecznych i skorelowali to z ich właściwościami i wydajnością, co pozwoliło na wyprodukowanie ogniw słonecznych o wysokiej wydajności. Współczynnik kształtu i morfologia nanocząstek matyldytu zawierających srebro, bizmut i siarkę (AgBiS2) opracowanych przez naukowców oraz polimerowa warstwa przenosząca dziury były kontrolowane za pomocą różnych warunków przetwarzania w tym anilacji, zmiany rozpuszczalnika, stężenia rozpuszczalnika oraz procesu wymiany liganda. Chociaż wydajność ogniw słonecznych wynosiła na początku projektu nie więcej niż 1%, to dzięki wysiłkom naukowców pracujących nad realizacją HYBRIDSOLAR wyniki w zakresie wydajności poprawiły się aż do 6,3%. Naukowcy uważają, że jest to najwyższa wydajność, jaką może osiągnąć ogniwo słoneczne z nietoksycznymi nanocząsteczkami, które są przetwarzane w roztworze w niskich temperaturach. W związku z tym najważniejsze uzyskane wyniki zawarto we wniosku patentowym opublikowano w czasopiśmie Nature Photonics oraz szeroko komentowano w mediach. Wiedza zdobyta w wyniku realizacji HYBRIDSOLAR ma pierwszorzędne znaczenie dla prac nad dalszym doskonaleniem konstrukcji ogniw słonecznych i uzyskaniem wydajności zapewniających sukces rynkowy.
Słowa kluczowe
Ogniwo słoneczne, HYBRID, SOLAR, pakowanie molekularne, polimer, nanokryształ, synchrotronowe promieniowanie x, warstwa przenosząca dziury, przyjazny dla środowiska, przetwarzany w roztworze, kropka kwantowa
