Az új polimer közel 20 százalékos hatásfokot hoz a szerves napelemeknél, ötödével olcsóbban

A Zhengzhou Egyetem kutatói bemutatták egy olcsó polimert, a PTQ15-öt, amely a szerves napelemeket (OSC) igazoltan 19,96 százalékos teljesítmény-átalakítási hatásfokig juttatja - ez példa nélküli érték az olcsó szerves anyagok esetében. Ez az előrelépés közelebb hozza az OSC-ket a kereskedelmi életképességhez, miközben megőrzi azokat a könnyű és rugalmas tulajdonságokat, amelyek vonzóvá teszik a technológiát.

A PTQ15 előállítása kilogrammonként nagyjából 35 528 dollárba kerül, ami körülbelül egyötöde a PM6 és D18 "sztár" polimerek árának, amelyek ára meghaladja a 200 000 dollárt kilogrammonként. Ez a megtakarítás az egyszerűsített, három-négylépéses szintézisnek köszönhető, amely 80 százalék feletti hozamot biztosít, és jelentősen csökkenti az anyag- és gyártási költségeket.

A PTQ15 és a K1/K6 akceptorokkal gyártott OSC-k új referenciaértéket, 19,96 százalékos hatékonyságot értek el. A mérések szerint az ultrarövid töltésátvitel mindössze 1,40 pikoszekundum alatt történik, a nem sugárzásos energiaveszteség pedig minimális, 0,190 elektronvolt - ezek a számok a hatékony exciton-dissociációt és a csökkentett hőveszteséget tükrözik.

A 25 százalékos relatív páratartalom mellett, szabadtéri körülmények között feldolgozott eszközök még mindig 19,37 százalékos hatékonyságot értek el. A tanulmány becslései szerint a fenntartható költségek legalább 0,36 dollár/wattra becsülhetők, így ezek az OSC-k teljesítményarányos árban a hagyományos szilícium-fotovoltaikákhoz képest karnyújtásnyira vannak.

A következő lépések a 20 százalékos hatékonysági küszöbérték túllépésére irányulnak a donor-akceptor párosítások és a filmmorfológia finomításával. Ha a PTQ15 sikerrel jár, az OSC-k a laboratóriumi prototípusoktól az általános energetikai megoldások felé mozdulhatnak el, gazdaságos, könnyű és rugalmas napenergiát biztosítva az alkalmazások szélesebb körének.