Solceller baserade på plastmaterial, polymerer, har på senare år klivit fram som ett lågprisalternativ för solpaneler över stora ytor. Men för att hålla tillräckligt hög effektivitet har de krävt fullerener – ihåliga kolbollar – som acceptormaterial. Sådana kan dock vara instabila under belysning och bilda stora kristaller vid höga temperaturer.
Unik kombination
Nu har ett team av kemister under ledning av professor Jianhui Hou vid CAS satt nytt världsrekord för plastsolceller utan fulleren genom att utveckla en unik kombination av polymeren PBDB-T och den lilla molekylen ITIC. Med den kan solens energi omvandlas till elektricitet med en effektivitet av 11 procent, ett värde som slår de flesta solceller med fullerener och alla utan.
LiU-forskaren Feng Gao har tillsammans med sina kolleger Olle Inganäs och Deping Qian med spektroskopi karakteriserat förluster av fotospänning (Voc), vilket är ett nyckeltal för solceller, och visat att effektiviteten sannolikt kan höjas ytterligare.
De båda forskargrupperna lägger nu fram sina resultat i den högt rankade tidskriften Advanced Materials.
Stabila mot värme
– Vi har demonstrerat att det är möjligt att uppnå en hög effektivitet utan att använda fulleren, och att sådana solceller dessutom är mycket stabilare mot värme. Eftersom solceller arbetar under ständig solstrålning är en hög värmestabilitet mycket viktigt, säger Feng Gao, universitetslektor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi, Linköpings universitet.
– Kopplingen hög effektivitet och god värmestabilitet tyder på att plastsolceller, tillverkade med tryckteknik på rulle, nu kommit ett steg närmare kommersialisering, säger Feng Gao.
Artikel: Fullerene-free polymer solar cells with over 11% efficiency and excellent thermal stability av Wenchao Zhao, Deping Qian, Shaoqing Zhang, Sunsun Li, Olle Inganäs, Feng Gao och Jianhui Hou. Advanced Materials 2016. DOI: 10.1002/adma.201600281
Bilden: Forskarna Olle Inganäs and Shimelis Admassie visar solceller tryckta på rulle. Foto: Stefan Jerrevång
Åke Hjelm 2016-04-15
