Europæisk nanoteknologiprojekt til at designe mindre giftige fotovoltaiske materialer

University Institute for Advanced Materials Research ved Universitat Jaume I (UJI) har deltaget i det europæiske projekt Sunflower for at udvikle mindre giftige organiske fotovoltaiske materialer, der er levedygtige til industriel produktion. Et konsortium af 17 forsknings- og erhvervsinstitutioner udførte denne nanoteknologiske forskning over fire år.

Forskere ved Sunflower udførte flere undersøgelser, blandt de mest succesrige var designet af en meget alsidig organisk fotovoltaisk celle, der kan printes. "Takket være dette arbejde, der er gjort fremskridt i opnåelsen af ​​solceller med en god ydeevne, lave omkostninger og meget interessante arkitektoniske karakteristika, " siger direktøren for University Institute for Advanced Materials Research (INAM), Juan Bisquert.

Målene for Sunflower var meget ambitiøse, ifølge Antonio Guerrero, forsker ved Institut for Fysik integreret i INAM, da det var beregnet "ikke kun at forbedre stabiliteten og effektiviteten af ​​de fotovoltaiske materialer, men også for at reducere deres produktionsomkostninger." Faktisk, ifølge Guerrero, "processerne til at tage springet fra laboratorie- til industriel skala er blevet forbedret, på grund af brugen af ​​ikke-halogenerede opløsningsmidler, der er kompatible med industrielle produktionsmetoder, og som betydeligt reducerer den giftige belastning af halogenater."

"Involveringen af ​​vores institut i disse projekter har en stor interesse, fordi en af ​​vores prioriterede forskningslinjer er de nye materialer til at udvikle vedvarende energi, " siger Bisquert, som også er professor i anvendt fysik. Ud over, disse konsortier involverer akademisk og industris arbejde. Ifølge forskeren, "overførsel af viden til samfundet begunstiges, og I dette tilfælde, vi demonstrerer, at organiske materialer, der er undersøgt i 20 år, allerede er tæt på at blive levedygtige teknologier."

Ændring af brug af plastmaterialer

UJI-forskere ved Sunflower fokuserede på "forbedring af kemisk reaktivitet af materialer eller strukturel kompatibilitet, " siger Germà García, professor i anvendt fysik og medlem af INAM. "Vi har arbejdet på at bevæge os fra begreberne uorganisk elektronik til fotovoltaiske celler og organisk elektronik, " siger han. Forskerne ønskede at drage fordel af evnerne til absorption og ledning af plastmaterialer og at verificere kapaciteten af ​​solproduktion, en usædvanlig anvendelse, fordi de normalt bruges til elektrisk isolering.

På UJI laboratorier, de har studeret de organiske materialer, fordi de har op til otte nanometriske lag. "Vi har lavet avancerede elektriske målinger for at se, hvor energitabene var og dermed informere producenter af materialer og apparater for at forbedre stabiliteten og effektiviteten af ​​solceller, " forklarer Guerrero.

Solenergi i hverdagsgenstande

"De potentielle anvendelser af organisk fotovoltaisk teknologi (OPV) er talrige, lige fra mobil forbrugerelektronik til arkitektur, " siger projektkoordinatoren Giovanni Nisato, fra det schweiziske center for elektronik og mikroteknologi (CSEM). "Takket være de resultater, vi har opnået, trykte organiske solceller vil blive en del af vores daglige liv, og vil give os mulighed for at bruge vedvarende energi og respektere miljøet med en positiv indvirkning på vores livskvalitet."

Ud over, efter efterforskernes opfattelse, resultaterne af denne forskning kunne fordoble andelen af ​​vedvarende energi i dens energimatrix, fra 14 procent i 2012 til 27 til 30 procent i 2030. Faktisk Solsikke har lettet en betydelig stigning i brugen af ​​solenergi inkorporeret i hverdagsgenstande.

I mellemtiden hovedlinjerne i forskningen ved INAM fokuserer på nye typer materialer til rene energienheder, og solceller baseret på lavprisforbindelser såsom perovskit og andre organiske forbindelser. Desuden, INAM studerer produktionen af ​​brændstoffer fra sollys, bryde vandmolekyler og producere brint og andre katalytiske materialer i det kemiske aspekt, alt sammen af ​​stor betydning i forbindelse med international forskning.