В Германии разработаны полупрозрачные органические фотоэлектрические модули с КПД 9,26%

Репортаж от Wedoany，Немецкий Институт исследования солнечных энергосистем имени Фраунгофера (Fraunhofer ISE) совместно с Фрайбургским университетом представили результаты разработки полупрозрачных органических фотоэлектрических модулей. Исследовательская группа применила технологию, пригодную для масштабного производства, и изготовила органические фотоэлектрические модули размером 14,5 см × 14,5 см, площадью около 210 квадратных сантиметров, со средней прозрачностью 43,2% и максимальной эффективностью преобразования энергии 9,26%. Результаты исследования опубликованы в журнале «Joule».

Исследовательская группа объединила магнетронное распыление (sputtering) с щелевым ракельным нанесением (slot-die coating) для изготовления модулей; оба процесса уже имеют промышленную основу и могут быть масштабированы на модули большей площади. Фотоактивный слой наносился методом щелевого ракельного нанесения с использованием негалогенированной системы растворителей, что снижает зависимость от специальных растворителей и лабораторных методов осаждения при переходе от лабораторных устройств малой площади к непрерывному крупномасштабному производству.

Максимальное пропускание видимого света изготовленных в ходе исследования полупрозрачных модулей достигло около 50%. Максимальная эффективность использования света (LUE), указанная в статье, составила около 4%; этот показатель используется для одновременной оценки эффективности выработки электроэнергии и пропускания видимого света. Регулируя поглощающий слой из органических полупроводников и прозрачные электроды, исследовательская группа добилась того, что модули преимущественно поглощают ближний инфракрасный диапазон, сохраняя при этом высокую долю пропускания видимого света.

Помимо жестких модулей, команда проверила аналогичный производственный маршрут на гибких подложках. После 1275 циклов изгиба вокруг испытательного стержня диаметром около 15 мм гибкие модули не показали снижения характеристик. Исследователи также использовали термографию с синхронным детектированием и электролюминесцентную визуализацию для выявления локальных коротких замыканий и дефектов, возникающих при масштабировании производства, с целью определения зон, влияющих на однородность характеристик модулей большой площади.

Во Fraunhofer ISE данную технологию четко позиционируют для применений в строительной интегрированной фотовольтаике и агрофотовольтаике, где требуются светопропускающие свойства. Опубликованные результаты по-прежнему относятся к этапу разработки модулей и отработки производственного процесса; сведения о коммерческих производственных линиях, мощностях, сроках серийного выпуска или планах сертификации продукции пока не раскрываются.