پژوهشگران دانشگاه ژنگژو پلیمر نوآورانه‌ای توسعه داده‌اند که تقریباً 20% بازده در سلول های خورشیدی آلی (OSCs) را با کسری از هزینه مواد موجود فراهم می‌کند. این پیشرفت می‌تواند انرژی خورشیدی سبک و انعطاف‌پذیر را از لحاظ تجاری به‌صرفه کرده و رقابتی با پنل‌های سیلیکونی ایجاد کند.
سلول های خورشیدی آلی مدت‌هاست که وعده انرژی مقرون‌به‌صرفه و انعطاف‌پذیر را داده‌اند، اما با مشکلاتی در بازده و هزینه مواجه بوده‌اند. پلیمر جدید دانشگاه ژنگژو، به نام PTQ15، با دستیابی به بازده تبدیل انرژی 19.96% که تأیید شده، بالاترین بازده را برای مواد آلی کم‌هزینه فراهم می‌کند و اوضاع را دگرگون کرده است.
از آزمایشگاه تا راه‌حل‌های واقعی
هزینه تولید PTQ15 برابر با 35528 دلار به ازای هر کیلوگرم است؛ تقریباً یک‌پنجم هزینه پلیمرهای ممتاز مانند PM6 و D18 که قیمت آنها به بیش از 200000 دلار به ازای هر کیلوگرم می‌رسد. این پلیمر از طریق یک فرآیند ساده و سه تا چهار مرحله‌ای با بازدهی بیش از 80% تولید می‌شود و به‌طور چشمگیری هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد.
PTQ15 وقتی با گیرنده‌های K1/K6 ترکیب می‌شود، در سلول‌های خورشیدی آلی انتقال بار فوق‌سریع 1.40 پیکوثانیه و تنها 0.190 الکترون‌ولت اتلاف انرژی غیرتابشی را ممکن می‌سازد که این ویژگی تضمین‌کننده تبدیل کارآمد انرژی با کمترین هدررفت گرما است. به طرز شگفت‌انگیزی، دستگاه‌های ساخته‌شده در شرایط محیطی آزاد با 25% رطوبت، بازده 19.37% را حفظ کردند که این امر نشان‌دهنده استحکام مناسب برای تولید در دنیای واقعی است. با برآورد هزینه 0.36 دلار به ازای هر وات، سلول‌های خورشیدی مبتنی بر PTQ15 به سمت رقابت با هزینه پنل‌های فتوولتائیک سیلیکونی حرکت می‌کنند.
کاربردهای گسترده برای سلول‌های خورشیدی سبک و انعطاف‌پذیرماهیت سبک و انعطاف‌پذیر سلول‌های خورشیدی آلی آنها را برای کاربردهایی مانند شارژرهای قابل‌حمل و فتوولتائیک‌های یکپارچه در ساختمان ایده‌آل می‌کند. پژوهشگران در تلاش هستند تا با بهینه‌سازی جفت‌های دهنده-گیرنده و شکل‌شناسی فیلم‌ها از آستانه بازده 20% عبور کنند و احتمالاً امکان پذیرش در بازارهای انبوه را فراهم آورند.
اگر این تلاش موفق باشد، PTQ15 می‌تواند سلول‌های خورشیدی آلی را از آزمایشگاه به راه‌حل‌های انرژی در مقیاس عمومی منتقل کند و جایگزینی ارزان‌تر و دوستدار محیط زیست برای پنل‌های خورشیدی سنتی ارائه دهد. آیا این پلیمر می‌تواند انقلاب خورشیدی ایجاد کند؟ پیشرفت‌های مستمر پاسخ این پرسش را روشن خواهد کرد.
دیدگاهتان را بنویسید