Zwiększanie wydajności ogniw słonecznych na rzecz obniżenia całkowitych kosztów energii
Słońce to źródło energii praktycznie w 100% odnawialnej, którą można wykorzystać dzięki fotowoltaice (PV) lub ogniwom słonecznym w produkcji energii elektrycznej. W ciągu ostatnich kilku dekad nastąpiło zdecydowane przyspieszenie tych technologii, a obecne badania skupiają się na sposobach zwiększenia wydajności przekształcania energii przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów. Większość z tych prac poświęconych jest rozwojowi innowacyjnych materiałów o dostrajalnych właściwościach optoelektronicznych. Choć polimerowe ogniwa słoneczne w ostatnich latach budzą duże zainteresowanie, jedną z obiecujących jednak niedocenianych klas materiałów są materiały anilinowe. Monomer anilinowy można poddać oksydacji, aby wyprodukować szereg różnych anilinowych polimerów o bardzo interesujących mikro- i nanostrukturach. W ramach finansowanego przez UE projektu SOLICOAPS ("Self-organising liquid-crystalline oligoanilines for photovoltaic applications") zastosowano nowo opracowane techniki syntetyczne wobec innowacyjnych anilinowych samoorganizujących się półprzewodników organicznych. Ciekłe kryształy mają wyjątkowe właściwości optyczne a ich zdolność do samoorganizacji w stany uporządkowane pomiędzy ciekłym a krystalicznym otwiera szereg ekscytujących możliwości. Samoorganizujące się półprzewodniki ciekłokrystaliczne (LC) potrafią generować stosy równych struktur, które zwiększają mobilność nośnika ładunku i cieszą się dużym zainteresowaniem branży PV. Naukowcy skoncentrowali się na związkach LC tetra(anilinowych) (TANI). Zaprojektowali i zsyntetyzowali nowe związki TANI i połączyli je z materiałami fotoczynnymi (akceptorem elektronowym) PC60BM i IC60BA. Dzięki charakterystyce materiałów uzyskano pierwszy w historii związek LC TANI w stanie półutlenionym (zasada emeraldynowa (EB)) o nowych właściwościach chemicznych i elektrochemicznych. Ponadto, wygaszanie fotoluminescencji (wskaźnik szybkości wystąpienia transferu ładunku) akceptorów elektronowych C60 przez pochodne TANI EB czyni tę metodę obiecującą dla zastosowań PV. Zespół SOLICOAPS stworzył nową metodę projektowania związków LC TANI jako nowej klasy donorów elektronowych do dobrze znanych akceptorów elektronowych C60. Wysoce wydajny transfer ładunku powinien doprowadzić do stworzenia opłacalnej technologii PV i powszechnego urynkowienia. Pozwoli to zmniejszyć zależność od paliw kopalnych, a tym samym wpływ na środowisko.
