(Phys.org) – University of Cincinnati forskare rapporterar tidiga resultat om ett sätt att tillverka solcellsdrivna paneler i ljus, miniräknare och tak lättare, billigare, mer flexibel (därför mindre brytbar) och effektivare.
Fei Yu, en doktorand vid University of Cincinnati i materialteknik, kommer att presentera nya rön om att öka energiomvandlingseffektiviteten för polymersolceller den 3 mars, vid American Physical Society Meeting i Denver.
Yu experimenterar med att lägga till en liten del av grafennanoflingor till polymer-blend bulk-heterojunction (BHJ) solceller för att förbättra prestandan och sänka kostnaderna för solenergi.
"Det har gjorts en hel del studier om hur man gör plastsolceller mer effektiva, så att de kan ersätta kiselsolceller i framtiden, " säger Yu. "De kan göras till tunnare, lättare och mer flexibla paneler. Dock, de är för närvarande inte lika effektiva som kiselsolceller, så vi undersöker hur vi kan öka den effektiviteten."
Föreställ dig att av misstag sparka över en solcellsdriven trädgårdslampa av silikon, bara för att se den solcellsdrivna cellen spricka. Polymerer är kolbaserade material som är mer flexibla än de traditionella, ömtåliga kiselsolceller. avgiftstransport, fastän, har varit en begränsande faktor för polymersolcells prestanda.
grafen, en naturlig form av kol, är ett relativt nyupptäckt material som är mindre än en nanometer tunt. "Eftersom grafen är rent kol, dess laddningskonduktivitet är mycket hög, " förklarar Yu. "Vi vill maximera energin som absorberas av solcellen, så vi ökar förhållandet mellan donator och acceptor och vi använder en mycket låg andel grafen för att uppnå det."
Yus forskning fann att effektiviteten tredubblades genom att lägga till grafen, eftersom materialet hjälpte till att snabbt transportera laddningar för att uppnå högre fotoström. "Den ökade prestandan, även om det är långt under den högsta effektivitet som uppnåtts i organiska fotovoltaiska (OPV) enheter, är ändå betydande för att indikera att orörd grafen kan användas som laddningstransportör, säger Yu.
Yus rådgivare, Vikram K. Kuppa, en biträdande professor vid School of Energy, Miljö, Biologisk och medicinsk teknik (SEEBME) för UC College of Engineering and Applied Sciences (CEAS), var en bidragsgivare till forskningen. Kuppa leder forskningen av en mängd olika polymerblandade solceller som involverar användning av grafen.
Framtida forskning kommer att fokusera på enhetsfysik, filmmorfologi och hur man kontrollerar och optimerar dessa slumpmässigt fördelade grafennanoflingor med en mängd olika metoder för att uppnå bättre prestanda.
