Forskere udvikler gyldne vindueselektroder til organiske solceller

Forskere ved University of Warwick har udviklet et guldbelagt vindue som den gennemsigtige elektrode til organiske solceller. I modsætning til hvad man kunne forvente, disse elektroder har potentialet til at være relativt billige, da tykkelsen af ​​det anvendte guld kun er 8 milliardtedele meter. Denne ultralave tykkelse betyder, at selv ved den nuværende høje guldpris er prisen på det guld, der er nødvendigt for at fremstille en kvadratmeter af denne elektrode, kun omkring £4,5. Det kan også nemt hentes tilbage fra den organiske solcelle ved slutningen af ​​dens levetid, og da guld allerede er meget brugt til at danne pålidelige sammenkoblinger, er det ikke fremmed for elektronikindustrien.

Organiske solceller har længe været afhængige af Indium Tin Oxide (ITO) coated glas som den gennemsigtige elektrode, selvom dette i høj grad skyldes fraværet af et passende alternativ. ITO er et komplekst, ustabilt materiale med høj overfladeruhed og tendens til at revne ved bøjning, hvis det understøttes på et plastikunderlag. Hvis det ikke var slemt nok en af ​​dens nøglekomponenter, indium, er en mangelvare, hvilket gør det relativt dyrt at bruge.

En ultratynd film af luftstabilt metal som guld ville tilbyde et levedygtigt alternativ til ITO, men indtil nu har det ikke vist sig muligt at afsætte en film, der er tynd nok til at være gennemsigtig uden at være for skrøbelig og elektrisk modstandsdygtig til at være nyttig.

Nu har forskning ledet af Dr. Ross Hatton og professor Tim Jones ved University of Warwicks afdeling for kemi udviklet en hurtig metode til fremstilling af robuste, ultratynde guldfilm på glas. Det er vigtigt, at denne metode kan skaleres op til store områder som solceller, og de resulterende elektroder er kemisk meget veldefinerede.

Dr. Hatton siger:"Denne nye metode til at skabe guldbaserede gennemsigtige elektroder er potentielt bredt anvendelig til en række store applikationer, især hvor de er stabile, kemisk veldefineret, ultraglatte platformselektroder er påkrævet, såsom i organisk optoelektronik og de nye områder inden for nanoelektronik og nanofotonik"

Den fulde forskningsartikel med titlen Ultrathin Transparent Au Electrodes for Organic Photovoltaics Fabricated Using a Mixed Mono-Molecular Nucleation Layer er offentliggjort i Avancerede funktionelle materialer .

Papiret dokumenterer holdets succes med at skabe denne enkle, praktisk og effektiv metode til at afsætte filmene på glas, og rapporterer også, hvordan de optiske egenskaber kan finjusteres ved at perforere filmen med små cirkulære huller ved hjælp af noget så simpelt som polystyrenkugler. University of Warwicks forskningshold har også haft en vis tidlig succes med at afsætte ultratynde guldfilm direkte på plastiksubstrater, et vigtigt skridt i retning af at realisere den hellige gral af ægte fleksible solceller. Denne innovation skal udnyttes af Molecular Solar Ltd, et Warwick spinout-selskab dedikeret til at kommercialisere opdagelserne fra sine akademiske grundlæggere inden for organiske solceller.