EU-projekt lover kommercielle organiske solceller

Et nyt forskningsprojekt finansieret af Europa-Kommissionen kan bringe organiske solceller tættere på kommercialisering.

Karlsruhe Institute of Technology (KIT) annoncerede for nylig grundlæggelsen af ​​”MatHero”-projektet, som blev finansieret af Europa-Kommissionen med 3,5 millioner euro. Målet med projektet, koordineret af KIT, er at bringe organisk solcelle på niveau med silicium, tyndfilm og andre uorganiske PV-teknologier med det ultimative mål at udvikle et miljøvenligt printet organisk solcellemodul til off-grid applikationer.

Organiske solceller er lette, fleksible og kan fremstilles i en række forskellige farver, så de kan tilpasses på måder, der simpelthen ikke er mulige med traditionelle solcelleteknologier. På grund af disse fordele kan organiske solcelleteknologier åbne nye markeder for solceller, hvis de kan kommercialiseres med succes.

Nogle aspekter af organiske solceller gør dem faktisk egnede til produktion i stor skala. For eksempel kan organiske PV-celler produceres ved hjælp af energi- og ressourceeffektive printprocesser, hvilket lover lavere omkostninger og højere produktionsvolumener. Men for at organiske solceller kan konkurrere med etablerede PV-teknologier, skal forskerne demonstrere højere effektivitet og mere omkostningseffektive produktionsmetoder og frem for alt forbedre cellernes pålidelighed for at få dem til at holde længere.

Billedkilde: Andreas Pütz / Karlsruhe Institute of Technology

Selvom de seneste fremskridt inden for teknologi har resulteret i, at energikonverteringseffektiviteten af ​​organiske PV-enheder i laboratorieskala overstiger 10 procent-mærket, er den stadig meget lavere end den effektivitet, der rutinemæssigt leveres af etablerede teknologier i kommerciel produktion (14-20%). Da organiske celler i vid udstrækning er lavet af kemikalier, er det desuden vigtigt at reducere omkostningerne og miljøbelastningen forbundet med at syntetisere materialerne for at sikre, at teknologien når markedet.

Derudover gør den type kemi, der bruges til at skabe de fleste organiske PV-celler, det vanskeligt at producere langtidsholdbare enheder. For eksempel nedbrydes typiske organiske PV-celler i laboratorieskala inden for et par hundrede timer, selvom der er opnået levetider på et par tusinde timer (mindre end et år), og forskere mener, at fremtidige fremskridt inden for emballage kan føre til levetider på 3 til 20 år i fremtiden. I modsætning hertil kommer kommercielle solpaneler typisk med en 25-års garanti og har omfattende felttestdata til at understøtte deres påstande om pålidelighed.

“MatHero”-projektet har til formål at løse disse problemer ved at skabe et tværfagligt konsortium af fysikere, kemikere, materialeforskere og ingeniører til at udføre forskning i forskellige teknologi- og produktudviklingsaspekter. Dette omfatter alle aspekter af organisk solcellefremstilling fra design og produktion af polymerprækursorerne, der bruges til cellefremstilling, til emballering og karakterisering af modulerne, til evaluering af enhedsstabilitet.

Et andet fokus i projektet er udviklingen af ​​miljøvenlige kemiske processer til materialesyntese, coating og printteknologier. Dr. Alexander Colsmann fra KIT forklarer: “Brugen af ​​miljøvenlige opløsningsmidler er en væsentlig forudsætning for at reducere omkostningerne, da komplekse sikkerhedsforanstaltninger i industriel skala ikke længere er nødvendige.”

Hvis projektet formår at nå sine mål om højere effektivitet, lavere produktionsomkostninger og længere levetid, kan organisk PV-teknologi komme på markedet hurtigere end forventet.

Billedkilde ovenfor: Alexander Colsmann / Karlsruhe Institute of Technology