Sprawą zajęli się przedstawiciele Uniwersytetu Technicznego w Monachium, którzy próbowali stworzyć coś w rodzaju fotowoltaicznej autostrady. To właśnie po nich miałaby się poruszać energia przemieszczająca się przez ogniwa. Kulisy przeprowadzonych przez Niemców eksperymentów zostały zaprezentowane w Nature Communications.
Takie organiczne ogniwa słoneczne cechują się wysoką elastycznością, dzięki czemu nic nie stoi na przeszkodzie, aby wykorzystywać je na przykład w formie zginających się folii. Mówi się też o integracji takowych z inteligentną elektroniką. Uwagę członków zespołu badawczego przykuły ekscytony.
Jak wyjaśnia Frank Ortmann, jeden z autorów, kiedy energia świetlna w postaci fotonu zderza się z materiałem wchodzącym w skład ogniwa słonecznego, to podlega ona absorpcji i znajduje się w stanie wzbudzonym. Istniejące w takich okolicznościach ekscytony, będące tzw. kwazicząstkami, muszą odbyć jeszcze pewną drogę, zanim zostaną wykorzystane jako energia elektryczna.
Organiczne ogniwa słoneczne mogą zyskać na wydajności dzięki poprawie dotyczącej transportu ekscytonów
Wykorzystując organiczne barwniki, naukowcy chcieli wykazać, że możliwe jest stworzenie miniaturowych autostrad, które zapewniłyby szybkość i skuteczność całemu procesowi. Im szybciej ekscytony dotrą do celu, tym więcej energii będzie można z nich uzyskać. To oczywiście przekłada się na ostateczną wydajność danego ogniwa.
Recepta na sukces wydaje się leżeć w barwnikach znanych jako chinoidy merocyajninowe. Te mają pożądaną przez naukowców strukturę chemiczną i cechują się świetnymi wynikami w zakresie pochłaniania światła widzialnego. Właściwość ta sprawia, iż można je wykorzystać w formie warstwy aktywnej w organicznych ogniwach słonecznych.
Czytaj też: Jakie tajemnice skrywa paliwo jądrowe przyszłości? Obserwacje w skali atomowej dostarczyły odpowiedzi
Pierwsze wnioski wyciągnięte na podstawie obserwacji sugerują, że w podejściu proponowanym przez niemieckich naukowców drzemie spory potencjał. Jak się okazało, ekscytony poruszające się po niezwykłej autostradzie zapewniały wyższą wydajność od mierzonej w przypadku konwencjonalnych organicznych ogniw słonecznych. Dalszy rozwój tej technologii powinien przynieść więc liczne korzyści fotowoltaicznemu światu.