Οργανικά φωτοβολταϊκά: «νανοσάντουιτς» τριπλασιάζει την απόδοση στο Princeton

0
109

Μια στρωματοειδής νανοδομή ημιαγώγιμων υλικών επέτρεψε σε ερευνητές του Πανεπιστημίου Princeton να τριπλασιάσει την απόδοση οργανικών φωτοβολταϊκών κυψελών.

Τα οργανικά φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούν οργανικά πολυμερή υλικά ώστε να μετατρέψουν την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Εύκαμπτα και ελαφρά, τα οργανικά φωτοβολταϊκά έχουν μια σειρά εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της ενσωμάτωσής τους σε κτήρια.

Το πρόβλημα με τα οργανικά φωτοβολταϊκά είναι η χαμηλή τους απόδοση σε σύγκριση με τα συμβατικά φωτοβολταϊκά κρυσταλλικού πυριτίου.

Οι ερευνητές του Princeton εκμεταλλεύονται τη νανοτεχνολογία για να υπερπηδήσουν τα κλασσικά εμπόδια που περιορίζουν το ποσοστό μετατροπής των οργανικών φωτοβολταϊκών: την τάση του φωτός να αντανακλάται από την κυψέλη αντί να απορροφάται από αυτή και την “ανικανότητα” της κυψέλης να “συλλάβει” πλήρως το φως που απορροφά.

Ο επικεφαλής της ομάδες Στήβεν Τσου υποστηρίζει ότι αύξηση την απόδοση μετατροπής του οργανικού φωτοβολταϊκού κατά 175% χρησιμοποιώντας ένα “σάντουιτς” μετάλλου και πλαστικού που συλλέγει και “παγιδεύει” την ηλιακή ακτινοβολία.

Σε γωνία 90 μοιρών, το οργανικό φωτοβολταϊκό του Princeton απορροφά το 96% της ηλιακής ακτινοβολίας και επιδεικνύει 52% υψηλότερη αποδοτικότητα από τα συμβατικά φωτοβολταϊκά.

Η απόδοση είναι πολύ υψηλή ακόμα και σε μεγάλες γωνίες, όπως αυτές που σχηματίζονται όταν υπάρχουν νεφώσεις ή όταν το φωτοβολταϊκό δεν “βλέπει” απευθείας τον ήλιο.

Η πάνω και κάτω πλευρά του φωτοβολταϊκού αποτελούνται από ένα μεταλλικό στοιχείο πάχους 30 νανομέτρων, με οπές διαμέτρου 175 νανομέτρων. Ανάμεσά τους βρίσκεται μια λεπτή στρώση ημιαγώγιμου υλικού.

Το μέγεθος των οπών και το πάχος των υλικών είναι μικρότερα από το μήκος κύματος του φωτός ώστε να λειτουργούν ως “παγίδες”.

Η ερευνητική ομάδα ονομάζει τα φωτοβολταϊκά ως PlaCSH (πλασμονική κοιλότητα οπών κάτω του μήκους κύματος) και υποστηρίζει ότι μπορούν να κατασκευαστούν σε χαμηλό κόστος ως εκτυπώσεις.

econews

Σχόλια