Velkommen indenfor, solceller

Svenske og kinesiske forskere har udviklet organiske solceller, der er optimeret til at omdanne det omgivende indendørs lys til elektricitet. Strømmen de producerer er lav, men er sandsynligvis nok til at fodre de millioner af produkter, som Internet of Things vil bringe online.

Efterhånden som tingenes internet udvides, det forventes, at vi bliver nødt til at have millioner af produkter online, både i det offentlige rum og i hjemmet. Mange af disse vil være de mange sensorer til at detektere og måle fugt, partikelkoncentrationer, temperatur og andre parametre. Af denne grund, efterspørgslen efter små og billige kilder til vedvarende energi er hastigt stigende, for at reducere behovet for hyppige og dyre batteriudskiftninger.

Det er her, organiske solceller kommer ind. Ikke alene er de fleksible, billig at fremstille og velegnet til fremstilling som store overflader i en trykpresse, de har en yderligere fordel:Det lysabsorberende lag består af en blanding af donor- og acceptormaterialer, hvilket giver en betydelig fleksibilitet i at indstille solcellerne, så de er optimeret til forskellige spektre - til lys med forskellige bølgelængder.

Forskere i Beijing, Kina, ledet af Jianhui Hou, og Linköping, Sverige, ledet af Feng Gao, har nu sammen udviklet en ny kombination af donor- og acceptormaterialer, med en nøje bestemt sammensætning, skal bruges som det aktive lag i en organisk solcelle. Kombinationen absorberer præcis de bølgelængder af lys, der omgiver os i vores stuer, på biblioteket og i supermarkedet.

Forskerne beskriver to varianter af en organisk solcelle i en artikel i Nature Energy ("Wide-gap non-fullerene acceptor enabling high-performance organic photovoltaic cells for indoor applications"), hvor den ene variant har et areal på 1 cm ² og de andre 4 cm ² . Den mindre solcelle blev udsat for omgivende lys med en intensitet på 1000 lux, og forskerne observerede, at så meget som 26,1 procent af lysets energi blev omdannet til elektricitet. Den organiske solcelle leverede en højspænding på over 1 V i mere end 1000 timer i omgivende lys, der varierede mellem 200 og 1000 lux. Den større solcelle holdt stadig en energieffektivitet på 23 procent.

"Dette arbejde indikerer et stort løfte om, at organiske solceller bliver meget brugt i vores daglige liv til at drive tingenes internet, " siger Feng Gao, lektor i afdelingen for biomolekylær og organisk elektronik ved Linköpings universitet.

"Vi er overbeviste om, at effektiviteten af ​​organiske solceller vil blive yderligere forbedret til applikationer med omgivende lys i de kommende år, fordi der stadig er et stort rum til optimering af de materialer, der bruges i dette arbejde, "Jianhui Hou, professor ved Institut for Kemi, det kinesiske videnskabsakademi, understreger.

Resultatet er et yderligere fremskridt i forskningen inden for organiske solceller. I sommeren 2018 for eksempel, videnskabsmændene, sammen med kolleger fra en række andre universiteter, offentliggjorte regler for opbygning af effektive organiske solceller. Artiklen samlede 25 forskere fra syv universiteter, og blev udgivet i Naturenergi . Forskningen blev ledet af Feng Gao. Disse regler har vist sig at være nyttige langs hele vejen til effektiv solcelle til indendørs brug.

Udskille firma

Forskningsgruppen for biomolekylær og organisk elektronik ved Linköpings universitet, under ledelse af Olle Inganäs (nu professor emeritus), har i mange år været verdens førende inden for organiske solceller. Et par år siden, Olle Inganäs og hans kollega Jonas Bergqvist, der er medforfatter til artiklerne i Nature Materials og Nature Energy, Grundlagt, og er nu medejere af en virksomhed, som fokuserer på kommercialisering af solceller til indendørs brug.