Oamenii de știință suedezi și chinezi au dezvoltat un nou tip de celule solare organice care au fost optimizate pentru a converti lumina ambientală din interior în electricitate.
Puterea pe care o produc este redusă, dar ceea ce produc este suficient să alimenteze multe dintre dispozitivele pe care oamenii le au în casă.
Pe măsură ce Internet of Things se extinde, este de așteptat să avem milioane de produse online, atât în spațiile publice, cât și în case. Să ne gândim la multitudinea de senzori pentru a detecta și măsura umiditatea, concentrațiile de particule, temperatura și alți parametri. Din acest motiv, cererea de surse de energie regenerabilă și economică crește rapid, pentru a reduce necesitatea înlocuirii frecvente și costisitoare a bateriilor.
Aici intră în joc celulele solare organice. Nu numai că sunt flexibile, ieftin de fabricat, ele au un avantaj suplimentar: stratul absorbant de lumină este format dintr-un amestec de materiale care oferă o flexibilitate considerabilă în modelarea celulelelor solare astfel încât să fie optimizate pentru diferite spectre, pentru lumina de diferite lungimi de undă.
Cercetătorii de la Beijing și Linköping, conduși de Jianhui Hou și Feng Gao, au dezvoltat acum o nouă combinație de materiale donatoare și acceptoare, cu o compoziție atent determinată, pentru a fi folosite ca strat activ într-o celulă solară organică. Combinația absoarbe exact lungimile de undă ale luminii care ne înconjoară în camerele noastre de zi, în bibliotecă și chiar la supermarket.
Cercetătorii descriu două variante ale unei celule solare organice într-un articol din Nature Energy, în care o variantă are o suprafață de 1 cm pătrat și celelalte 4 cm pătrați. Celula solară mai mică a fost expusă la lumina ambientală la o intensitate de 1000 lux, iar cercetătorii au observat că până la 26,1% din lumină a fost transformată în energie electrică. Celula solară organică a furnizat o tensiune ridicată de peste 1 V pentru peste 1.000 de ore de lumină ambientală cuprinsă între 200 și 1000 lux. Cu toate acestea, cealaltă celulă solară mai mare a menținut o eficiență energetică de 23%.
„Această lucrare indică o mare promisiune ca celulele solare organice să fie utilizate pe scară largă în viața noastră de zi cu zi pentru a alimenta mici dispozitive”, spune Feng Gao, profesor superior la Divizia de Biomoleculare și Electronică Organică a Universității Linköping.
Jianhui Hou, profesor la Institutul de Chimie al Academiei Chineze de Științe, a adăugat: „Suntem siguri că eficiența celulelor solare organice va fi îmbunătățită în continuare pentru aplicațiile de lumină ambientală în anii următori, deoarece există încă un major spațiu pentru optimizarea materialelor utilizate în această lucrare.”
Rezultatul este un progres suplimentar în cercetarea din domeniul celulelor solare organice. În vara anului 2018, de exemplu, oamenii de știință, împreună cu colegii din alte câteva universități, au publicat regulile pentru construcția de celule solare organice eficiente.
Articolul, care a implicat 25 de cercetători din șapte universități conduse de Feng Gao, a fost publicat în Nature Materials. Aceste reguli s-au dovedit utile pe parcursul complet către o celulă solară eficientă pentru uz intern.
Grupul de cercetare biomoleculară și electronică electronică de la Universitatea Linköping, sub îndrumarea Olle Inganäs (acum profesor emerit), a fost lider mondial în domeniul celulelor solare organice de mulți ani.
Cu câțiva ani în urmă, Olle Inganäs și colegul său Jonas Bergqvist, coautor al articolelor din Nature Materials și Nature Energy, au fondat și sunt acum coproprietari ai unei companii care se concentrează pe comercializarea celulelor solare pentru uz intern. Sursa: Universitatea Linköping
