mukaan nimetty tutkimusryhmä Solid State Research Institutessa Professori Bettina Lotchin johtama Max Planck esitteli äskettäin kestävän integroidun aurinkokennosuunnittelun, joka perustuu yleisiin materiaaleihin. Niiden suunnittelu perustuu hiilinitridibifunktionaaliseen fotoanodiin (K-PHI), joka voi absorboida valoa ja varastoida sähkövarausta.
Aurinkokennotutkimuksen ala on vielä nuori ja siksi hyvin monipuolinen käsitteillään ja ideoiltaan eri integraatiotasoilla. Integrointi tarkoittaa, että kaksi toimintoa - valoenergian muuntaminen ja energian varastointi - on rakennettu yhteen laitteeseen. Tämä voidaan tehdä useilla eri tavoilla, esimerkiksi lisäämällä akkuun fotoaktiivinen elektrodi tai käyttämällä bifunktionaalista elektrodimateriaalia. Integrointi voi kuitenkin vaikuttaa myös latauksen siirtoon
- sanoi yksi tutkijoista Andreas Gouder.
Pohjimmiltaan, kun akkuja ladataan valolla, yksi valokehittävistä varauksen kantajista on siirrettävä fotoaktiivisesta elektrodista toiseen elektrodiin.
Professorit Lotch, Gowder ja heidän kollegansa päättivät luoda akun, jossa tämä prosessi tapahtuisi sisällä. Tätä varten he ovat ottaneet käyttöön monitoimisen erottimen, joka erottaa akun sisällä olevat kaksi elektrodia.
Tutkijoiden luoma akku koostuu kahdesta elektrodista (anodista ja katodista) ja niiden välisestä erottimesta. Valon absorptio suoritetaan hiilinitridistä valmistetulla anodilla. Valogeneroidut elektronit kerääntyvät suoraan hiilinitridiin, ja valonmuodostetut reiät (positiiviset kantajat) siirretään katodille, joka on valmistettu PEDOT:PSS:stä johtavasta orgaanisesta polymeeristä.
Kehittäjätutkijat arvioivat aurinkopaneelinsa sarjassa testejä ja havaitsivat sen tuottavan lupaavia tuloksia. Auringonvalo voi myötävaikuttaa aurinkopaneelin lataukseen tai lataus- ja purkuprosessiin. Tutkijat havaitsivat, että heidän ratkaisunsa, jota sovellettiin sekä lataus- että purkausprosesseihin, lisäsi merkittävästi talteen otettua energiaa - 94,1 % verrattuna siihen, kun akku toimi kuten perinteiset akut pimeässä.
Tämän tutkijaryhmän ehdottama integroitu aurinkokennosuunnittelu saattaa pian innostaa muita ryhmiä luomaan samanlaisia kestäviä kennoja hiilinitridifotoanodien tai erottimien avulla. Samaan aikaan tutkijat aikovat parantaa teknologiaansa, parantaa sen energiatehokkuutta ja helpottaa sen kaupallistamista. On huomattava, että tällaisella tekniikalla voi olla kysyntää ulkoavaruuden tutkimisessa.