นาซาได้ทำการทดสอบเทคโนโลยีโซลาร์เซลล์รูปแบบใหม่

ในเซลล์แสงอาทิตย์แบบอินทรีย์ โพลิเมอร์และโมเลกุลขนาดเล็กจะแปลงแสงเป็นประจุที่สะสมอยู่ที่ขั้วไฟฟ้า เซลล์เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นเป็นฟิล์มบาง ๆ ของชั้นต่าง ๆ ซึ่งแต่ละชั้นมีคุณสมบัติของตัวเอง ซึ่งวางซ้อนกันบนพื้นผิว สิ่งที่สำคัญที่สุดคือชั้นโฟโตแอกทีฟซึ่งจะแปลงแสงเป็นประจุและแยกอิเล็กตรอนออกจากรู และชั้นขนส่งและปิดกั้นซึ่งเลือกนำอิเล็กตรอนไปยังอิเล็กโทรด ความเสถียร David Garcia Romero นักศึกษาระดับปริญญาเอกจากกลุ่ม Photophysics and Optoelectronics จาก Zernike Institute กล่าวว่า "ในเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ส่วนใหญ่ ชั้นขนส่งอิเล็กตรอนทำจากซิงค์ออกไซด์ ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความโปร่งใสสูงและเป็นตัวนำไฟฟ้าซึ่งวางอยู่ใต้ชั้นที่ใช้งานอยู่" วัสดุขั้นสูงที่มหาวิทยาลัย Groningen นำโดยศาสตราจารย์ Maria Antonietta Loi Garcia Romero และ Lorenzo Di Mario นักวิจัยหลังปริญญาเอกในกลุ่มเดียวกัน ได้ทำงานเกี่ยวกับแนวคิดของการใช้ดีบุกออกไซด์เป็นชั้นขนส่ง 'ซิงค์ออกไซด์มีปฏิกิริยาไวแสงมากกว่าดีบุกออกไซด์ ดังนั้น สังกะสีออกไซด์ควรทำให้อุปกรณ์มีความเสถียรสูงขึ้น' เขาอธิบาย แม้ว่าดีบุกออกไซด์จะแสดงผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจในการศึกษาก่อนหน้านี้ แต่ยังไม่พบวิธีที่ดีที่สุดในการทำให้ดีบุกกลายเป็นชั้นขนส่งที่เหมาะสมสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบบอินทรีย์ "เราใช้การทับถมของชั้นอะตอม ซึ่งเป็นเทคนิคที่ไม่ได้ใช้ในด้านเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์มาเป็นเวลานาน" การ์เซีย โรเมโรกล่าว อย่างไรก็ตาม มันมีข้อได้เปรียบที่สำคัญบางประการ: 'วิธีนี้สามารถขยายชั้นคุณภาพที่ยอดเยี่ยมและสามารถปรับขนาดได้สำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรม โซลาร์เซลล์ เช่น ในการประมวลผลแบบม้วนต่อม้วน ปรับขนาดได้ เซลล์สุริยะอินทรีย์ที่สร้างด้วยดีบุกออกไซด์ที่ทับถมกันโดยชั้นอะตอมด้านบนแสดงประสิทธิภาพที่ดีมาก การ์เซีย โรเมโรกล่าวว่า 'เราประสบความสำเร็จในประสิทธิภาพแชมป์เปี้ยนที่ 17.26 เปอร์เซ็นต์' ปัจจัยเติมเต็มซึ่งเป็นตัวแปรสำคัญของคุณภาพเซลล์แสงอาทิตย์ แสดงค่าได้ถึงร้อยละ 79 ซึ่งสอดคล้องกับค่าที่บันทึกไว้สำหรับโครงสร้างประเภทนี้ นอกจากนี้ สามารถปรับลักษณะทางแสงและโครงสร้างของชั้นดีบุกออกไซด์ได้โดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่วัสดุถูกสะสมไว้ ถึงการแปลงพลังงานสูงสุดในเซลล์ที่มีชั้นการขนส่งที่สะสมไว้ที่ 140 องศาเซลเซียส ผลลัพธ์เดียวกันนี้แสดงให้เห็นสำหรับเลเยอร์แอคทีฟที่แตกต่างกัน 2 ชั้น ซึ่งหมายความว่าดีบุกออกไซด์ปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยวิธีทั่วไป "เป้าหมายของเราคือการทำให้เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์มีประสิทธิภาพมากขึ้นและใช้วิธีการที่ปรับขนาดได้" การ์เซีย โรเมโรกล่าว ประสิทธิภาพใกล้เคียงกับสถิติปัจจุบันสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 19 เปอร์เซ็นต์ 'และเรายังไม่ได้ปรับแต่งเลเยอร์อื่นๆ ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องผลักดันโครงสร้างของเราไปอีกเล็กน้อย' Garcia Romero และ Lorenzo di Mario ผู้เขียนร่วมของเขาก็กระตือรือร้นที่จะลองสร้างเซลล์พื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้น โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่จำเป็นสำหรับการก้าวไปสู่แอปพลิเคชันและพาเนลในโลกแห่งความเป็นจริง การปรับปรุง เซลล์แสงอาทิตย์ใหม่ที่มีปัจจัยการเติมสูงอย่างน่าประทับใจเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับการพัฒนาต่อไป การ์เซีย โรเมโร: 'อาจยังเร็วไปสักหน่อยที่พันธมิตรในอุตสาหกรรมจะดำเนินการในเรื่องนี้ เราต้องทำการวิจัยเพิ่มเติมก่อน และเราหวังว่าการใช้ชั้นปรมาณูของเราจะสร้างแรงบันดาลใจให้กับคนอื่นๆ ในสาขานี้' 'เราพยายามทำความเข้าใจอยู่เสมอว่าเกิดอะไรขึ้นในวัสดุและในโครงสร้างอุปกรณ์' ศาสตราจารย์ลอยกล่าวเสริม 'ที่นี่เราคิดว่าอาจมีช่องว่างสำหรับการปรับปรุง ในกระบวนการนั้น ชั้นขนส่งดีบุกออกไซด์ของเราเป็นขั้นตอนเริ่มต้นที่ยอดเยี่ยม' เซลล์แสงอาทิตย์ประเภทนี้อาจมีส่วนสำคัญในการเปลี่ยนผ่านของพลังงานเนื่องจากคุณสมบัติทางกลและความโปร่งใส 'เราคาดหวังว่าพวกมันจะถูกใช้ในลักษณะที่แตกต่างจากแผงซิลิกอนโดยสิ้นเชิง' ลอยกล่าว '