طراحی پلیمر نوآورانه ای که هزینه سلول‌های خورشیدی آلی را به یک‌پنجم کاهش می‌دهد
محققان دانشگاه Zhengzhou موفق به توسعه یک پلیمر پیشرفته شده‌اند که بازدهی نزدیک به 20 درصد را در سلول‌های خورشیدی آلی (OSCs) با هزینه‌ای بسیار کمتر از مواد موجود ارائه می‌دهد. این پیشرفت می‌تواند سلول‌های خورشیدی سبک و انعطاف‌پذیر را به گزینه‌ای تجاری تبدیل کند که با پنل‌های سیلیکونی رقابت می‌کند.
سلول‌های خورشیدی آلی مدت‌ها به‌عنوان راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه و انعطاف‌پذیر مطرح بوده‌اند، اما همواره با چالش‌هایی در زمینه بازدهی و هزینه تولید مواجه بوده‌اند. پلیمر جدید PTQ15 این معادله را تغییر داده و به بازدهی 19.96 درصدی دست یافته، که بالاترین میزان برای مواد ارزان‌قیمت محسوب می‌شود.
این پلیمر با هزینه 35.528 دلار به ازای هر کیلوگرم تولید می‌شود، که تقریباً یک‌پنجم هزینه پلیمرهای ممتاز مانند PM6 و D18 است که قیمت آن‌ها بیش از 200.000 دلار به ازای هر کیلوگرم می‌باشد. فرآیند سنتز این ماده شامل سه تا چهار مرحله با بهره‌وری بیش از 80 درصد است که هزینه‌های تولید را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.
با ترکیب پذیرنده‌های K1/K6، پلیمر PTQ15 امکان انتقال بار فوق‌العاده سریع 1.40 پیکوثانیه و اتلاف انرژی غیرتابشی تنها 0.190 الکترون‌ولت را فراهم می‌کند، که منجر به تبدیل انرژی کارآمد با حداقل اتلاف حرارتی می‌شود. نکته قابل‌توجه این است که دستگاه‌های ساخته‌شده در شرایط محیطی با رطوبت 25 درصد همچنان بازدهی 19.37 درصدی را حفظ کرده‌اند، که نشان‌دهنده پایداری این فناوری برای تولید صنعتی است.
با هزینه تخمینی 0.36 دلار به ازای هر وات، سلول‌های خورشیدی مبتنی بر PTQ15 به صرفه‌جویی اقتصادی مشابه پنل‌های سیلیکونی نزدیک شده‌اند. ماهیت سبک و انعطاف‌پذیر این سلول‌ها آن‌ها را برای شارژرهای قابل‌حمل و سیستم‌های خورشیدی یکپارچه در ساختمان‌ها ایده‌آل می‌کند.
محققان قصد دارند با بهینه‌سازی ترکیب‌دهنده‌ها و ساختار فیلم، بازدهی را از ۲۰ درصد عبور دهند و امکان پذیرش گسترده در بازار را فراهم کنند. اگر این فناوری موفق شود، می‌تواند سلول‌های خورشیدی آلی را از آزمایشگاه به بازار انرژی منتقل کند و جایگزینی ارزان‌تر و سبزتر برای پنل‌های خورشیدی سنتی ارائه دهد.
