Orgaanista ja fluorensoivaa aurinkoenergiaa22.04.2023 Uudet löydöt tasoittavat tietä vakaille orgaanisille aurinkokennoille, jotka voivat mahdollistaa halvan ja uusiutuvan sähkön tuotannon Tutkijat ovat nyt paljastaneet tärkeän syyn, miksi orgaaniset aurinkokennot heikkenevät nopeasti käytön aikana. Tämä uusi oivallus ohjaa vakaampien materiaalien suunnittelua orgaaniseen puolijohdepohjaiseen aurinkosähköön, mikä mahdollistaa halvan ja uusiutuvan sähkön tuotannon. Uudessa tutkimuksessa Cambridgen yliopiston Cavendish Laboratoryn johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on ensimmäistä kertaa pohtinut sekä elektronin luovuttajan että elektronin vastaanottajamateriaalien heikkenemisreittejä. Elektronin luovuttajamateriaalin yksityiskohtainen tutkiminen erottaa nykyisen tutkimustyön aikaisemmista tutkimuksista ja tarjoaa alalle tärkeitä uusia näkemyksiä. Cambridgen lasertutkimustekniikan avulla pystyttiin tunnistamaan uusi hajoamismekanismi elektronin luovuttajamateriaalissa, johon liittyy kiertymistä polymeeriketjussa. "Oli mielenkiintoista huomata, että jollain näennäisesti niin pienellä asialla kuin polymeeriketjun kiertymisellä voi olla niin suuri vaikutus aurinkokennojen tehokkuuteen", sanoi tohtori Alex Gillett, paperin johtava kirjoittaja. "Jatkossa aiomme rakentaa löydöillemme tekemällä yhteistyötä kemian ryhmien kanssa suunnitellaksemme uusia elektronin luovuttajamateriaaleja, joissa on jäykemmät polymeerirungot. Toivomme, että tämä vähentää polymeerin taipumusta kiertymiseen ja parantaa siten orgaanisen aurinkokennolaitteen vakautta. Aurinkopaneelien tehostamiseksi Marylandin yliopiston professori Lahari Saha työskentelee tuottaakseen sähköä ainutlaatuisella tavalla – hyödyntämällä kasvien kykyä muuttaa auringonvaloa kemialliseksi energiaksi käyttäen biologisia molekyylejä, kuten klorofylliä, jotka absorboivat erinomaisesti auringonvaloa. Tutkijoiden tavoitteenaan on näitä käyttää biologisia molekyylejä sähkön tuottamiseen. Prosessi hyödyntää molekyylien fluoresenssina. "Kaikki molekyylit, jotka fluoresoivat, antavat valoa. Jos viritämme fluoroforin, se voi siirtää energiansa metallinanohiukkasille ja jos hiukkaset ovat riittävän lähellä toisiaan, ne lyövät irti elektroneja ja synnyttävät virtaa”, Saha selitti. Yksi etu tällaisesta fluoresenssipohjaisesta aurinkopaneelista on, että se olisi helpompi kierrättää. Saha toivoo, että hänen aurinkopaneelinsa ovat ensisijaisesti kasvipohjaisia molekyylejä ja muita suhteellisen yleisiä materiaaleja, kuten kuparia, mikä tekee niistä helpompia kierrättää, kun aika koittaa. Lisäksi hän toivoo, että aurinkopaneeli kestää pidempään, kun valitsee materiaaleja, jotka kestävät pidempään, ennen kuin on aika hävittää ne. Aiheesta aiemmin: Kohti lyijytöntä aurinkoenergiaa Biopohjaisen aurinkoenergian keruumateriaalia |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.