Ogniwa organiczne opłacalne cenowo

Oprócz standardowych modułów krzemowych, na świecie istnieje wiele innych technologii fotowoltaicznych. Rozwiązania takie jak ogniwa cienkowarstwowe, wielowarstwowe czy perowskity ciągle okazują się mniej opłacalne cenowo, by zastąpić obecnie wykorzystywany mono- i polikryształ. Tymczasem wszystko wskazuje na to, że sytuacja już niedługo może się zmienić.

Naukowcy z University of Michigan zaprezentowali ogniwa organiczne, których efektywność konwersji sięgnęła 15%. To niewiele mniej niż wykorzystywane masowo panele polikrystaliczne. Dodatkowo, wysoka sprawność utrzymuje się przez długi okres – aż 20 lat.

Co najważniejsze, ogniwa tego typu można produkować taniej niż standardowe wersje krzemowe. Do ich budowy wykorzystuje się – jak sama nazwa wskazuje – związki organiczne, a nie krzem. Dlaczego jest to zaleta? Materiał ten wykorzystywany jest na szeroką skalę do produkcji różnego rodzaju elektroniki, a jego cena w przeciągu lat wzrosła.

Według naukowców, ich moduł może generować energię elektryczną po kosztach rzędu 7 centów za kilowatogodzinę. Dla porównania, średni koszt pozyskania elektryczności z fotowoltaiki wyniósł w Stanach Zjednoczonych 10,5 centa za kilowatogodzinę.

Do szeregu zalet nowego rozwiązania trzeba zaliczyć również elastyczność, jaką cechują się ogniwa organiczne. Są cienkie i mogą być zginane tak, by dopasować je do dowolnej powierzchni. Jednocześnie można nadać im praktycznie każdy kolor; dostępne są też wersje przezroczyste. Jednym z pomysłów ich zastosowania jest tworzenie solarnych ubrań, które byłyby w stanie generować prąd elektryczny.

Aby osiągnąć pożądany efekt, naukowcy połączyli dwie warstwy, które wyłapywały zarówno światło widzialne, jak i te spoza tego spektrum. Ostatecznie pokryli wszystko powłoką antyrefleksyjną.

Zapewniają, że są w stanie podnieść ich efektywność jeszcze bardziej, aż do 18% – wtedy praktycznie zetkną się z panelami polikrystalicznymi. Jednocześnie zamierzają podwyższyć zarówno napięcie, jak i natężenie, jakie oferuje pojedyncze ogniwo. W tym celu będą pracować nad lepszą absorpcyjnością organicznego panelu, jak i zmniejszeniem strat energii w jego obrębie.

Zespół naukowców nie wyklucza komercjalizacji tego pomysłu. Projekt powstał dzięki dotacjom z programu SunShot amerykańskiego Department of Energy.

Źródło: University of Michigan

Maciej Janiszkiewicz

Redaktor GLOBEnergia