Strømgenererende materiale til organisk solcelle

Toyobo Co., Ltd. og det franske regerings forskningsinstitut CEA er lykkedes med at lave forsøgsorganiske fotovoltaiske (OPV) små celler på et glassubstrat med verdens bedste konverteringseffektivitet i et dæmpet rum. Teamet testede OPV -moduler på en tynd, letvægts PET (polyethylenterephthalat) filmsubstrat under deres fælles forskningsprojekt. Prøveprodukterne bruger et strømgenererende materiale til OPV, som Toyobo har udviklet.

OPV'er har tiltrukket bred opmærksomhed som næste generation af solceller. Toyobo sigter mod at sætte materialet i tidlig praktisk brug, hovedsageligt som en trådløs strømkilde i sådanne enheder som temperatur, fugt- og bevægelsessensorer.

OPV-celler er solceller, der kan dannes ved at belægge organiske energiproducerende materialer, herunder carbon- og svovlatomer på et glas- eller plastsubstrat med elektroder. Da det kan formes til tyndt, fleksible former, det klæber let på vægge eller stofoverflader, hvor udbredte uorganiske solceller er uegnede til installation. Der er således store forventninger til OPV som en trådløs strømkilde til sensorer og bærbare enheder, som er uundværlige til Internet of Things (IoT) applikationer.

Toyobo har udviklet et energiproducerende materiale til OPV'er til at levere høje effektudbytter fra lyskilder med lav belysning i rummet ved hjælp af organiske synteseteknologier, det har dyrket i sine mange års forskning i finkemikalier. Materialet kan let opløses, selv i halogenfrie opløsningsmidler, tillader det at blive belagt jævnt på et underlag, og kan dermed generere strøm stabilt med lille individuel forskel.

For at kommercialisere materialet hurtigt, Toyobo udførte den fælles forskning med CEA i seks måneder fra juni sidste år. Under forpligtelsen Det lykkedes Toyobo og CEA at lave OPV -små celler på et glassubstrat med verdens bedste konverteringseffektivitet ved at optimere opløsningsmidler og belægningsteknik. I et verifikationseksperiment under neonbelysning med 220 lux, svarer til lysstyrken i et mørkt rum, forsøgsproduktet blev bekræftet at have opnået en konverteringseffektivitet på omkring 25 procent, eller 60 procent højere end for amorfe siliciumsolceller, der almindeligvis bruges til stationære lommeregnere. De færdiggjorde også prototype OPV-moduler på et PET-filmsubstrat med et effektivt areal på 18 kvadratcentimeter, skønt belægning af et kraftgenererende materiale på en PET-film var vanskeligere end et glassubstrat. Modulet var i stand til at levere omkring 130 microwatt under den samme belysning.

Toyobo planlægger at markedsføre dette materiale primært til solcelleproducenter, baseret på den knowhow, der er erhvervet gennem den fælles forskning. Først, virksomheden sigter mod at implementere materialet i marts 2023 som en trådløs strømkilde til temperatur, fugtigheds- og bevægelsessensorer.