Japonští vědci postavili organické solární články a moduly s využitím dárců a akceptorů, které jsou selektivní na zelené světlo. Použili směs poly(3-hexylthiofenu) a fluorovaného naftobistadiazolu.
Výzkumný tým na univerzitě v Ósace v Japonsku vyvinul organické solární články selektivní na vlnové délce zeleného světla (OSC). Ty přenášejí modré a červené světlo nezbytné pro růst plodin. A zároveň využívají zelené světlo, které jen málo přispívá k fotosyntéze, k výrobě energie.
,,Toto bylo vyvinuto s využitím selektivity vlnových délek OSC,“ řekl hlavní autor výzkumu, Yutaka Ye. ,,Protože OSC jsou lehké a flexibilní. A pokud je lze nainstalovat do zemědělských skleníků, bude možné vyrábět elektřinu a pěstovat plodiny na stejné zemědělské půdě.“
Výzkum se prezentoval v „organické solární články selektivní pro vlnovou délku zeleného světla: výroba modulů a hodnocení plodin směrem k agrovoltaice.“ Ten se nedávno publikovalo v Materialtoday.
Nová buněčná technologie sestává z organického fotovoltaického zařízení založeného na donoru poly(3-hexylthiofenu) (P3HT). Ten podle vědců vykazuje optimální selektivní absorpci na zelené vlnové délce. A na bázi fluorovaného naftobistiadiazolu selektivního na vlnovou délku zeleného světla i nefullerenový akceptor (FNTz-FA).
Výzkumníci získali materiál P3HT pro článek od americké chemické společnosti Sigma Aldrich. A FNTz-FA se tak syntetizoval podle předchozího vědeckého výzkumu. Buňka se postavila se substrátem vyrobeným z oxidu india a cínu (ITO) i okénkovou vrstvou oxidu zinečnatého (ZnO). Dále donorem P3HT, akceptorem FNTz-FA, nárazníkovou vrstvou vyrobenou z oxidu molybdenového (MoO3) a stříbra (Ag).
Organická solární technologie selektivní na vlnovou délku zeleného světla pro skleníky
S podobnou architekturou buněk, ale s hliníkem dopovaným oxidem zinečnatým (AZO), polyethyleniminem (PEI) a vrstvami PEDOT:PSS, stejně jako zlatým (Au) kovovým kontaktem, pak vědci zkonstruovali organické solární moduly na 100 cm2.
Při testování za standardních podmínek osvětlení modul dosáhl celkové propustnosti 91 % a účinnosti přeměny energie 1,32 %. Získal také napětí naprázdno 4,50 V, hustotu zkratového proudu 45,5 mA a faktor plnění 41 %. ,,Tyto výsledky naznačují, že filmy P3HT:FNTz-FA jsou použitelné pro OSC velikosti modulu pro použití v zemědělských studiích,“ uvedli vědci.
Zjistili také, že průměrná hodnota propustnosti filmů se směsí P3HT:FNTz-FA byla 46 %. „Měření rychlosti fotosyntézy odhalilo, že film směsi P3HT:FNTz-FA nezasahuje do růstu jahod. A zároveň absorbance selektivní na vlnovou délku zeleného světla nevykazuje žádný negativní vliv na rychlost fotosyntézy u rajčat při stejném výkonu záření,“ dále vysvětlili.
Prostřednictvím řady předběžných testů také zjistili, že růst rajčat pod vnitřním světlem procházejícím navrhovanými solárními panely vykazoval dobrou rychlost fotosyntézy. A tudíž i silný potenciál v zemědělských aplikacích.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
