Forskningen om organiska solceller har pågått under lång tid, nu har ytterligare framsteg gjorts i att förstå molekylstrukturerna, för att kunna skapa så effektiva solceller som möjligt.
– Vi har genom att använda atomkraftsmikroskopi – infraröd spektroskopi, AFM-IR, fått tydligare bilder av morfologin eller strukturen i materialet, säger Ishita Jalan, postdoc i fysikalisk kemi och huvudförfattare till den nyligen publicerade vetenskapliga artikeln. Den här strukturen och hur man kan styra den avgör den effekt som solcellen får. På så sätt kan dessa nya rön bidra till effektivare organiska solceller.
Effektiva solceller som är billiga att tillverka
Experimenten utgör en del av forskningen om organiska solceller. Tanken är att kunna bygga material som kan leda ström genom att blanda molekyler i ett lösningsmedel, sprida ut lösningen till ett tunt lager och låta det torka. Två olika molekyler behövs, sådana som ger elektroner och sådana som tar emot. Vid experimenten beläggs en liten glasskiva med en lösning och sedan studeras torkprocessen och den tunna polymerfilm som bildas när lösningsmedlet har avdunstat. Detta ger information om hur man kan styra strukturen och egenskaperna hos det aktiva lagret på solceller så att man uppnår så hög energieffekt som möjligt.
– Konjugerade polymerer tillhör en klass av organiska halvledare som används i ett brett spektrum av optoelektroniska applikationer som organiska solceller och organiska lysdioder, säger Ishita Jalan. Tunna vätskefilmer av två eller flera konjugerade polymerer eller små molekyler beläggs från en lösning på ett substrat. Under torkningen genomgår lösningen en fasseparation och bildar strukturer med ett nätverk av donatorrika och acceptorrika faser, vars sammansättning och sammankoppling spelar en viktig roll för energieffekten.
Solenergi är en stor outnyttjad resurs
Effektiva och miljövänliga solceller är en del av lösningen för en fossilfri energiförsörjning. Idag står solenergi för några få procent av människans energibehov, men om vi kunde omvandla all solstrålning som når vår planet under en timmes tid till el, skulle den kunna täcka världens energibehov i ungefär ett år. Om vi ska kunna ersätta andra energikällor behövs solceller som är effektiva, miljövänliga och billiga att tillverka.
