Tế bào pin mặt trời hữu cơ mới

Chúng cũng có lợi thế là rất mỏng, dẻo và có thể đạt được mức độ trong suốt cao. Điều này trở nên lý tưởng cho vô số các ứng dụng trong lĩnh vực năng lượng mặt trời, đặc biệt là tích hợp công nghệ năng lượng trong các tòa nhà. 

Cho đến nay, các tấm pin mặt trời được bán trên thị trường chủ yếu bao gồm các tế bào năng lượng mặt trời silicon với hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện là khoảng 15%, việc gia tăng hiệu suất gặp nhiều trở ngại: các tế bào này phải được di chuyển đúng hướng để nhận được ánh sáng mặt trời trực tiếp và nhạy cảm với ánh sáng mặt trời. Mặt khác, các tấm pin mặt trời hiện nay nặng và chiếm nhiều không gian. Cuối cùng, silic, nguyên vật liệu mặc dù vô cùng phong phú trên bề mặt của Trái Đất (25% khối lượng của vỏ Trái Đất) phải được thanh tẩy để sử dụng trong sản xuất các tế bào quang điện với chi phí rất tốn kém.

Trong nhiều năm qua, các nhà nghiên cứu đã quan tâm đến các vật liệu khác nhau cho việc sản xuất của các tế bào năng lượng mặt trời để có thể giảm bớt chi phí sản xuất. Các OPV là một thay thế được biết đến trong khoảng 20 năm nay. Tuy nhiên, thời gian gần đây OPV mới chỉ thực sự được quan tâm, chủ yếu là do chi phí sản xuất thấp so với các các tế bào năng lương mặt trời làm từ silicon. Hơn nữa, các tế bào OPV có lợi thế là nhẹ, dẻo, có thể đạt mức độ trong suốt và nhạy cảm với ánh sáng phân tán hay ánh sáng mặt trời gián tiếp.

Tuy nhiên, hiệu suất chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng lượng điện hiện nay của OPV là rất thấp, thấp hơn nhiều hiệu suất của các tế bào năng lượng mặt trời vô cơ dựa trên silicon. Những thách thức mà các nhà nghiên cứu tại ICFO phải đối mặt là tận dụng các thuộc tính mềm dẻo và trong suốt của IPO, trong khi phải tối ưu hóa hiệu suất chuyển hóa năng lượng.

Theo các nhà nghiên cứu tại IFCO, bằng cách bổ sung một tinh thể photon vào một OPV bán trong suốt, họ đã khiến OPV đạt được một hiệu suất chuyển đổi cao hơn. Sự hiện diện của tinh thể photon trong tế bào năng lượng mặt trời OPV cho phép tăng bức xạ hồng ngoại và tia cực tím được hấp thụ, các OPV sau đó đạt được một hiệu suất 5,6%, trong khi vẫn duy trì được tính trong suốt.

Những kết quả này này làm cho các tế bào OPV mới có khả năng rất hấp dẫn đối với ngành công nghiệp quang điện tích hợp. Mặc dù hiệu suất của các OPV bán trong suốt vẫn còn khá thấp so với các tế bào silicon, nhưng nó đang tích cực được cải thiện. Jordi Martorell, giáo sư tại Đại học Bách khoa Catalonia (UPC), cho rằng, kết quả nghiên cứu trên sẽ mở ra con đường mới cho các ứng dụng công nghiệp trong lĩnh vực quang điện trong suốt. Trong trung hạn có thể hy vọng đạt được mức độ trong suốt và hiệu suất chuyển đổi đủ cao để chế tạo các thiết bị điện tử như màn hình, máy tính bảng và điện thoại thông minh.

Theo 1 thế giới