Solceller som använder en blandning av organiska molekyler för att absorbera solljus och omvandla det till elektricitet, och som kan placeras på böjda ytor som en bilkaross, skulle kunna vara ett steg närmare tack vare en upptäckt som utmanar en accepterad regel för organiska solceller.
Text: Alarik Haglund
En vanlig organisk solcell består av en tunn film av organiska halvledare placerad mellan två elektroder, som plockar ut de elektriska laddningar som genereras i det organiska halvledarlagret. Det har länge antagits att 100 procent av elektrodernas yta måste vara elektriskt ledande för att de ska plocka ut laddningarna så effektivt som möjligt.
Forskare vid University of Warwick i Storbritannien har nu upptäckt att bara ungefär en procent av ytan hos elektroderna i organiska solceller i själva verket behöver vara elektriskt ledande för att de ska ha full verkan. Detta öppnar dörren för att använda en rad olika kompositmaterial i gränssnittet mellan elektroderna och det organiska halvledarlagret för att förbättra de organiska solcellernas prestanda och minska kostnaderna.
– Det antas allmänt att man om man vill optimera prestandan hos organiska solceller måste man maximera ytan hos gränssnittet mellan elektroderna och de organiska halv-
ledarna. Vi ifrågasatte om det verkligen var sant, säger Ross Hatton från University of Warwick.
Högpresterande organiska solceller har extra genomskinliga lager mellan elektroderna och det organiska halvledarlagret, som bland annat optimerar fördelningen av ljuset i solcellerna, men eftersom de även varit tvungna att kunna leda laddningar till elektroderna har det inte funnits många material som uppfyller kraven.
– Denna nya upptäckt betyder att kompositer av isolatorer och ledande nanopartiklar,
som kolnanorör, grafenfragment eller metall-
nanopartiklar, skulle kunna ha stor potential för detta ändamål och skulle kunna erbjuda förbättrad prestanda eller lägre kostnad, säger Dinesha Dabera från University of Warwick.
Förutom att organiska solceller skulle kunna vara mycket miljövänliga påpekar Ross Hatton också att de till skillnad från traditionella kiselsolceller kan placeras på böjda ytor.
– Denna upptäckt kan hjälpa dessa nya
typer av böjbara solceller att bli en kommersiell verklighet tidigare eftersom det kommer att ge de som designar denna klass av solceller mer valfrihet när det gäller de material de kan använda, säger Ross Hatton.