Organické solární panely trhají rekordy - a konečně jsou odolné proti poškození

Organické solární panely trhají rekordy - a konečně jsou odolné proti poškození

24. května 2019

solární, organické, panely, energie, slunce, poškození, odolné, cena, výkonnost, science. plasty

Organické solární panely by mohly být budoucností oboru. Přestože myšlenka na sluneční panely, které jsou vlastně přírodního původu, může připadat mnoha lidem jako naprosté sci-fi, ve skutečnosti už existují a mají pozoruhodně skvělé vlastnosti.

Organické panely využívají místo křemíku, který je v panelech klasických, polovodičové organické materiály na bázi uhlíku – v podstatě jsou tedy blízké plastům. Jsou levné, podobně jako plasty, mohou být ohebné jako umělé hmoty a navíc mohou být průsvitné nebo dokonce průhledné a velmi, velmi lehké. 

Mohou být tenké i jen několik nanometrů, takže se dají teoreticky umístit na jakékoliv plochy. A navíc se dají vytisknout na 3D tiskárně. Až donedávna se ale potýkaly s několika problémy – tím hlavním byla nižší účinnost.

 Slabá vazba vyřešena 

Klasické křemíkové polovodiče mají pevnou atomovou vazbu, která dokáže přenášet elektron velmi rychle a velmi daleko. Jenže organické materiály mají vazby pružné a elektron tak dobře nevodí. 

Už před rokem se ale objevila v prestižním časopise Science přelomová studie čínských vědců, kteří oznámili, že s organickým panelem dosáhli účinnosti kolem 17 procent; dokonce naznačila, že by jejich účinnost mohla velmi brzy dosáhnout fantastických 25 procent.


Není divu, že se trh s organickými solárními články má do roku 2020 zvětšit o 20 procent. Ještě většímu rozšíření zatím brání další doposud nevyřešený problém: malá odolnost tohoto typu panelů vůči vlivům prostředí. 

Zatímco křemík v klasických panelech je velmi odolný, organické materiály jsou citlivé na vlhkost, kyslík a dokonce i na sluneční světlo. Jedním z řešení problému je izolace panelů do jakýchsi kapsulí, ale to jednak snižuje jejich efektivitu a současně to navyšuje jejich cenu. 

Řešení je tady 

O inovativní řešení se nyní postarali vědci z New York University Tandon School of Engineering. Objevili nečekaně jednoduchý způsob, jak udělat solární panely více robustními, odolnějšími na vnější vlivy, jako je slunce, kyslík i voda. Místo toho, aby na panely nanášeli další vrstvy, totiž materiál z panelů odstranili.


Týmu vědců šéfoval profesor chemie André Taylor. Podle jeho vyjádření celý proces funguje podobně jako depilace voskem – pomocí speciálních nástrojů vědci odstranili z vrchní vrstvy organických článků molekuly, které jsou na vnější vlivy citlivé – jedná se zejména o látku známou jako PCBM.

„Naše výsledky konečně ukazují, že odstranění molekul v horní vrstvě panelu vede ve vzniku vysoce odolných solárních buněk, které mohou fungovat dokonce i pod vodní hladinou, aniž by přitom docházelo k jejich degradaci,“ popsali výzkumníci.

Zdroj: TexPlore, Science, Foto: Frauenhoffer Insititut