Forskare vid University of Warwick har utvecklat ett guldpläterat fönster som den genomskinliga elektroden för organiska solceller. Tvärtemot vad man kan förvänta sig, dessa elektroder har potential att vara relativt billiga eftersom tjockleken på guld som används är endast 8 miljarddels meter. Denna ultralåga tjocklek innebär att även vid det nuvarande höga guldpriset är kostnaden för guldet som behövs för att tillverka en kvadratmeter av denna elektrod endast cirka 4,5 pund. Det kan också lätt återvinnas från den organiska solcellen i slutet av sin livslängd och eftersom guld redan används allmänt för att bilda pålitliga sammankopplingar är det inte främmande för elektronikindustrin.
Organiska solceller har länge förlitat sig på Indium Tin Oxide (ITO) belagt glas som den genomskinliga elektroden, även om detta till stor del beror på avsaknaden av ett lämpligt alternativ. ITO är ett komplext, instabilt material med hög ytjämnhet och tendens att spricka vid böjning om det stöds på ett plastsubstrat. Om det inte var illa nog en av dess nyckelkomponenter, indium, är en bristvara vilket gör den relativt dyr att använda.
En ultratunn film av luftstabil metall som guld skulle erbjuda ett hållbart alternativ till ITO, men hittills har det inte visat sig möjligt att avsätta en film som är tillräckligt tunn för att vara transparent utan att vara för ömtålig och elektriskt resistiv för att vara användbar.
Nu har forskning ledd av Dr Ross Hatton och professor Tim Jones vid University of Warwicks avdelning för kemi utvecklat en snabb metod för framställning av robusta, ultratunna guldfilmer på glas. Viktigt är att denna metod kan skalas upp för stora applikationer som solceller och de resulterande elektroderna är kemiskt mycket väldefinierade.
Dr Hatton säger "Denna nya metod för att skapa guldbaserade transparenta elektroder är potentiellt allmänt användbar för en mängd olika applikationer med stora områden, särskilt när det är stabilt, kemiskt väldefinierad, ultrasläta plattformselektroder krävs, såsom inom organisk optoelektronik och de framväxande områdena nanoelektronik och nanofotonik"
Hela forskningsartikeln med titeln Ultrathin Transparent Au Electrodes for Organic Photovoltaics Fabricated Using a Mixed Mono-Molecular Nucleation Layer publiceras i Avancerade funktionella material .
Tidningen dokumenterar lagets framgång med att skapa denna enkla, praktisk och effektiv metod för att deponera filmerna på glas, och rapporterar också hur de optiska egenskaperna kan finjusteras genom att perforera filmen med små cirkulära hål med något så enkelt som polystyrenkulor. University of Warwicks forskargrupp har också haft en viss tidig framgång med att deponera ultratunna guldfilmer direkt på plastsubstrat, ett viktigt steg mot att förverkliga den heliga gralen av verkligt flexibla solceller. Denna innovation kommer att utnyttjas av Molecular Solar Ltd, ett spinoutföretag från Warwick som är dedikerat till att kommersialisera upptäckterna av sina akademiska grundare inom området organiska solceller.
