Солнечные панели, которые мы видим, как правило, жесткие и черные. Органические фотоэлектрические технологии, напротив, позволяют производить более полупрозрачные и более гибкие солнечные панели различных цветов. Но для того, чтобы эта технология была принята на рынке, эта технология должна соответствовать определенным требованиям: большая эффективность, больший срок службы и низкая стоимость производства.
Таким образом, это исследование было направлено на «анализ способности новых материалов поглощать солнечную энергию, а также поиск подходящих стратегий перехода от лаборатории к реальной работе», — отметил Икерне Этксебаррия, исследователь UPV / EHU и IK4- Икерлан. Исследовательская группа проанализировала максимальный размер ячеек, которые должны иметь большую площадь поверхности, чтобы они работали должным образом.
Для этого были разработаны различные ячейки с разной структурой и поверхностью.
После анализа результатов «мы обнаружили, что в ячейках размером примерно до 6 см2 мощность прямо пропорциональна их площади поверхности. Однако на больших площадях производительность ячеек значительно падает », — подчеркнул Эчебаррия, который пришел к следующему выводу: чтобы иметь возможность производить ячейки с большой площадью поверхности, необходимо строить модули, для которых ячейки с меньшей площадью поверхность будет подключена последовательно или параллельно, на самой подложке. Для изготовления этих модулей слои, существующие между электродами, должны быть структурированы, другими словами, ячейки должны быть соединены друг с другом. «До сих пор это структурирование выполнялось механически или с помощью лазера, но с риском повреждения подложки. Однако в этом исследовании мы разработали новую технику автоматического структурирования », — отметила она.
Этот прием предполагает преобразование особенностей поверхности подложки. Цель: повышение эффективности Другой целью этого исследования было найти способ производства высокоэффективных элементов. Для этого первым шагом была оптимизация процесса производства ячеек на основе различных полимеров с целью достижения максимальной эффективности этих материалов; во-вторых, полимеры, которые поглощают свет с разными длинами волн, были использованы для производства ячеек с тандемной структурой, чтобы сделать их более эффективными. «Каждый полимер поглощает свет с разной длиной волны. Идеально было бы использовать все солнечные лучи, но нет полимера, способного поглощать свет на всех длинах волн.
Таким образом, чтобы иметь возможность наиболее эффективно использовать солнечный свет, одна из возможностей состоит в том, чтобы построить структуры тандемного типа, иными словами, чтобы ячейки, изготовленные из разных полимеров, располагались друг над другом », — пояснил Эчебаррия.
Эти тандемные конструкции могут быть подключены последовательно или параллельно. «Мы увидели, что после многих измерений более высокая эффективность достигается в ячейках, установленных последовательно, чем в ячейках, установленных параллельно», — добавил исследователь. Производство элементов, изготовленных из полимеров или новых материалов, будет намного более рентабельным, поскольку эти полимеры производятся в лаборатории, в отличие от кремния, который необходимо добывать. Etxebarria работает в лаборатории IK4-Ikerlan, испытывая различные полимеры в поисках подходящих материалов для производства ячеек. «Мы пробуем (разные) материалы в небольших устройствах», — отметила она.
На самом деле испытаны многие материалы многих типов, и выбраны наиболее эффективные, другими словами, те, которые поглощают больше всего солнечной энергии и максимально используют ее.