إنجاز مذهل: خلية شمسية عضوية بكفاءة 17% وسمك أقل من 1.5 ميكرومتر
يزعم فريق من الباحثين من جامعتين صينيتين أنهم قاموا بتصنيع خلية شمسية عضوية ذات أعلى نسبة طاقة إلى وزن حتى الآن. سمك الجهاز أقل من 1.5 ميكرومتر.
قام باحثون من جامعة ووهان للتكنولوجيا وجامعة سنترال ساوث تشانغشا في الصين بتصنيع خلية شمسية عضوية رفيعة للغاية مع طبقة نقل ثقبية (HTL) ثنائية الطبقة ونسبة قدرة إلى وزن تبلغ 39 واط/جرام.
وقال وينشاو هوانغ، المؤلف الرئيسي للبحث، لمجلة “pv”: “إنه، على حد علم المجموعة، هذه هي الخلية الشمسية العضوية التي تتمتع بأعلى نسبة طاقة إلى وزن. سمك الجهاز أقل من 1.5 ميكرومتر”.
وأوضح العلماء أن طبقة HTL الثنائية تشتمل على طبقة بينية من ثالث أكسيد الموليبدينوم (MoO3) بين PEDOT
، وهو مزيج من بولي (3،4-إيثيلين ديوكسي ثيوفين) وبوليمرات سلفونات البوليسترين، وأكسيد قصدير الإنديوم (ITO)، وذكروا أن إدخال هذه الطبقة البينية هو العامل الرئيسي الذي مكّن الخلية من تحقيق كفاءة ملحوظة في تحويل الطاقة بنسبة 17%، فضلاً عن التخزين الجيد والاستقرار الميكانيكي.
وبعد 2000 ساعة من التخزين، حافظ الجهاز على 91.4% من كفاءته الأصلية. كما سجلت أيضًا احتفاظًا بالكفاءة بنسبة 89.1% بعد 1000 دورة من الانحناء عند نصف قطر انحناء قدره 1 متر، واحتفاظًا بكفاءة بنسبة 84.4% بعد 1000 دورة من اختبار تمدد الضغط بنسبة ضغط تبلغ 30%.
ووفقًا للباحثين، فإن هذه النتائج تعني أن الجهاز “يتفوق بشكل كبير” على الأجهزة التي لا تحتوي على الطبقة البينية MoO3
وأضاف هوانغ أن الخلايا يمكن أن تلتصق بسلاسة على الأسطح مثل جلد الإنسان، والروبوتات الناعمة، والهواتف المحمولة، والملابس والنوافذ مع وزن إضافي ضئيل. “يمكن لهذه الخلايا الشمسية العضوية الرقيقة جدًا أن تولد 39 واطًا من الطاقة لكل جرام، أي حوالي مائة مرة أكثر من الخلايا الشمسية المرنة التقليدية”. وقال أيضًا: “إنها تظهر إمكانات تطبيقية كبيرة في مجال wearable electronics
تم وصف الجهاز في الورقة البحثية “الخلايا الشمسية العضوية المرنة عالية الكفاءة والرفيعة للغاية مع طبقة نقل ثقب ثنائية الطبقة”، المنشورة في مجلة كيمياء المواد.
وفي وقت سابق من هذا العام، قام نفس الفريق البحثي بتصنيع خلية شمسية عضوية شبه شفافة بعامل ثنائي الوجه يبلغ 99.1%، وهي أعلى نسبة مسجلة حتى الآن في الخلايا العضوية شبه الشفافة.
