Słoneczna alternatywa, czyli organiczne ogniwa słoneczne

Słoneczna alternatywa, czyli organiczne ogniwa słoneczne

Jako że koszty produkcji energii elektrycznej wciąż rosną, branża energetyczna w poszukiwaniu tańszych źródeł, zwróciła uwagę na energię odnawialną. Obecnie korzystanie z najbardziej rozpowszechnionego z tych źródeł – słońca – jest ograniczone ze względu na wysokie koszty produkcji tradycyjnych, opartych na krzemie ogniw słonecznych.

Wprowadzenie ogniw organicznych wykonanych z tańszych materiałów, o większej elastyczności i wyjątkowo lekkich, mogłoby stanowić zachętę do otwarcia nowych rynków dla energii słonecznej. Energia taka mogłaby zasilać metki pracujące w systemach identyfikacji radiowej (RFID), przenośne odtwarzacze mp3 oraz laptopy. Naukowcy z Georgia Institute of Technology opracowali nowe podejście do wytwarzania lekkich ogniw słonecznych. Dzięki zastosowaniu substancji o nazwie pentacen, badacze są zdolni przetwarzać promieniowanie słoneczne na prąd elektryczny, z większą niż dotychczas sprawnością. Podczas badań energię słoneczną udało się przetworzyć ze sprawnością 3,4%, jednak naukowcy wierzą, że w najbliższej przyszłości sprawność powinna osiągnąć 5%.

W przeciwieństwie do innych materiałów stosowanych do budowy ogniw, pentacen ma budowę krystaliczną, co czyni go wyjątkowo dobrym surowcem do produkcji ogniw słonecznych. Inaczej niż to ma miejsce w materiałach amorficznych, regularne uszeregowanie atomów w krysztale sprzyja swobodniejszemu ruchowi elektronów wewnątrz struktury. Grupa badawcza w składzie: Bernard Kippelen, Seunghyup Yoo oraz Benoit Domercq użyła pentacenu, w kombinacji z węglem C60, podczas gdy wcześniejsze próby prowadzone przez inne zespoły, dotyczyły łączenia pentacenu z metalem, a nie z molekułą organiczną, jaką jest C60. „Ogniwa metal-pentacen mają wyjątkowo niską sprawność” powiedział Kippelen. „My zdecydowaliśmy się użyć kombinacji organicznej ze względu na to, że może ona generować większy prąd”.

Dobrze opracowane, solarne ogniwa organiczne mogą zrewolucjonizować przemysł energetyczny. Elastyczność i niewielki ciężar pozwolą na umieszczanie ich prawie wszędzie, począwszy od poszyć namiotów – by dawały energię ich mieszkańcom, zakończywszy na tkaninach ubrań, mogących zasilać niewielkie urządzenia elektroniczne. Póki co, obecna technologia jest przynajmniej o pięć lat ‘do tylu’ w stosunku do planów zastosowań mieszkaniowych, powiedział Kippelen. Jednak przewiduje on, że w przeciągu dwóch najbliższych lat, ogniwa będą w stanie zasilać miniaturowe urządzenia, takie jak metki RFID (stosowane obecnie m.in. do znakowania cenniejszych towarów w sklepach).