Cella solare organica con strato di trasporto del foro bilayer raggiunge il 17% di efficienza

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Ricercatori della Wuhan University of Technology e della Central South University di Changsha, in Cina, hanno fabbricato una cella solare organica ultrasottile con uno strato di trasporto del foro (HTL) bilayer e un rapporto potenza/peso di 39 W/g.

Wenchao Huang, autore principale della ricerca, ha dichiarato a pv magazine che, per quanto ne sa il gruppo, questa cella ha il più alto rapporto potenza/peso tra le celle solari organiche. Il dispositivo ha uno spessore inferiore a 1,5 micrometri.

Gli scienziati hanno spiegato che l’HTL bilayer incorpora un interstrato di triossido di molibdeno (MoO3) tra il PEDOT:PSS, una miscela di polimeri di poli(3,4-etilendiossitiofene) e polistirene solfonato, e l’ossido di indio-stagno (ITO), e hanno affermato che l’introduzione di questo interstrato è stato il fattore chiave che ha permesso alla cella di raggiungere una notevole efficienza di conversione di potenza del 17%, oltre a una buona stabilità di stoccaggio e meccanica.

Dopo 2.000 ore di stoccaggio, il dispositivo ha mantenuto il 91,4% della sua efficienza originale. Inoltre, ha registrato una conservazione dell’efficienza dell’89,1% dopo 1.000 cicli di flessione a un raggio di curvatura di 1 m e una conservazione dell’efficienza dell’84,4% dopo 1.000 cicli di test di stiramento a compressione con un tasso di compressione del 30%.

Secondo i ricercatori, questi risultati significano che il dispositivo “supera in modo significativo” i dispositivi senza l’intercalare MoO3. “L’uso di un HTL bilayer MoO3/PEDOT:PSS al posto del PEDOT:PSS incontaminato fornisce un approccio semplice per lo sviluppo di celle solari organiche ultrasottili efficienti e meccanicamente robuste”, hanno aggiunto.

Huang ha aggiunto che le celle possono essere fatte aderire senza problemi a superfici come la pelle umana, la robotica morbida, i telefoni cellulari, i vestiti e le finestre con un peso aggiuntivo trascurabile. “Queste celle solari organiche flessibili ultrasottili possono generare 39 watt di potenza per grammo, circa cento volte di più delle celle solari flessibili convenzionali. Si tratta di un grande potenziale applicativo nel campo dell’elettronica indossabile” ha aggiunto Huang.

Il dispositivo è stato descritto nell’articolo di ricerca “High-efficiency ultrathin flexible organic solar cells with a bilayer hole transport layer“, pubblicato sul Journal of Materials Chemistry.

All’inizio di quest’anno, lo stesso team di ricerca ha fabbricato una cella solare organica semitrasparente con un fattore di bifaccialità del 99,1%, il più alto finora registrato nelle celle organiche semitrasparenti.

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