Jak łatwo wyprodukować folie ceramiczne dla ogniw słonecznych

Fot. Pixabay CC0

W ostatnich latach ogniwa fotowoltaiczne (PV) zwracają coraz większą uwagę jako nowe źródło energii. Wynika to rzecz jasna z kwestii środowiskowych. Koszt stosowanych powszechnie ogniw krzemowych jest jednak wysoki, dlatego też organiczne ogniwa słoneczne (OPV), które wykorzystują związki organiczne, są uważane za ogniwa następnej generacji.

Jeśli mowa o ogniwach OPV, naukowcy wciąż pracują nad ich udoskonaleniem. Półprzewodniki organiczne, które pochłaniają światło, materiały na warstwy buforowe czy elektrody są aktywnie badane przez naukowców na całym świecie. Wśród proponowanych technik tą, która przyciąga największą uwagę jest powlekanie obrotowe mające na celu wytworzenie tlenku cynku w postaci ultra cienkich folii (folie ceramiczne) przy użyciu roztworu.

Ogniwa OPV wykorzystujące cienkie warstwy ZnO jako warstwy buforowe nie są niczym nowym. W konwencjonalnych procesach wytwarzania cienkich warstw tego surowca wymagane jest jednak spiekanie w wysokiej temperaturze lub napromienianie, co powoduje, że cały proces jest trudny i kosztowny. Grupa japońskich naukowców opracowała jednak inną metodę. Po prostu nakładali oni warstwy ZnO w procesie rozpuszczania, w temperaturze i ciśnieniu otoczenia, bez jakiegokolwiek podgrzewania.

Co więcej, wykazali oni, że powstające w tym procesie cienkie folie są użyteczne także jako warstwy buforowe dla ogniw OPV. Ich wydajność konwersji energii (PCE) jest równa wydajności cienkich warstw ZnO wytwarzanych konwencjonalnymi metodami. Jeden z autorów, Tohru Sugahara, mówi: "Stworzyliśmy ultra cienkie powłoki tlenkowe dzięki naszej mieszanej metodzie powlekania bez ogrzewania".

Ta technika, która nie wymaga ogrzewania w procesie tworzenia cienkich warstw ZnO, będzie w stanie drastycznie ułatwić proces produkcji i zmniejszyć jego koszty.

(KB)