Κύπρια επιστήμονας ανοίγει το δρόμο για πιο φτηνά φωτοβολταϊκά

Σημαντικές εξελίξεις στον τομέα των Οργανικών Φωτοβολταϊκών από Ερευνητές στο Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Κύπρου. Σύμφωνα με ανακοίνωση του Πανεπιστημίου Κύπρου, η επίκουρη καθηγήτρια Σοφία Χαραλάμπους Hayes του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου Κύπρου, ηγήθηκε μιας καθοριστικής μελέτης για τον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο το φως διεγείρει τις χημικές ουσίες στα πιο αποδοτικά ηλιακά κύτταρα δίνοντάς τους τη δυνατότητα να παράγουν ηλεκτρισμό. Τα ευρήματά της μελέτης αυτής ανοίγουν προοπτικές για μελλοντική έρευνα για την κατανόηση των διαφορών μεταξύ των υλικών συστημάτων που παράγουν πραγματικά αποδοτικά ηλιακά κύτταρα και τα συστήματα που θα έπρεπε αλλά στην πραγματικότητα δεν αποδίδουν εξίσου καλά. Μία καλύτερη κατανόηση του τι λειτουργεί και τι όχι θα επιτρέψει προφανώς τον καλύτερο σχεδιασμό ηλιακών κυττάρων στο μέλλον.

Η συγκεκριμένη μελέτη πραγματοποιήθηκε με τη χρήση νέας τεχνολογίας στα εργαστήρια της Κεντρικής Μονάδας Laser (Central Laser Facility, CLF) στο Rutherford Appleton Laboratory στο Ηνωμένο Βασίλειο, μετά από χρηματοδότηση από το Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Πρόγραμμα LASERLAB-EUROPE, καθώς και στο πλαίσιο διεθνούς συνεργασίας μεταξύ του Πανεπιστημίου Κύπρου, του University of Montreal (Françoise Provencher, Carlos Silva, Nicola Bérubé και Michel Côté), του CLF (Tony Parker, Greg Greetham και Mike Towrie) και του Imperial College, London (Christoph Hellmann και Natalie Stingelin).

Οι ερευνητές διερεύνησαν τις θεμελιώδεις αρχές των αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα σε συσκευές μετατροπής ηλιακής ενέργειας, μελετώντας υλικά νέας γενιάς για φωτοβολταϊκές διόδους, τα οποία βασίζονται σε μίγματα πολυμερικών ημιαγωγών και παραγώγων φουλερενίου.

Δύο σημαντικά ευρήματα προέκυψαν από αυτή την εργασία, μέσω της χρήσης της προηγμένης υπερταχείας τεχνικής laser «Femtosecond Stimulated Raman Spectroscopy» (FSRS). Οι ερευνητές διαπίστωσαν, πρώτον, ότι μετά την απομάκρυνση του ηλεκτρονίου από το θετικό τμήμα του πολυμερούς, η ταχεία μοριακή αναδιάταξη πρέπει να είναι άμεση, αφού τα προϊόντα που παράγονται εντός περίπου 300 φεμτοδευτερολέπτων (0.0000000000003 s) μοιάζουν με τα τελικά προϊόντα, όπου τα φορτία στο μοριακό σύστημα είναι διαχωρισμένα.

Δεύτερον, οι ερευνητές σημείωσαν ότι οποιαδήποτε μοριακή χαλάρωση και αναδιοργάνωση μετά τον αρχικό διαχωρισμό φορτίων, όπως απεικονίστηκε με τη μέθοδο FSRS, θα πρέπει να είναι εξαιρετικά μικρή.

Τα αποτελέσματα αυτά έρχονται να αμφισβητήσουν τον τρόπο που μέχρι τώρα οι επιστήμονες αντιλαμβάνονταν το διαχωρισμό φορτίων.