Bez obzira na to koliko su korisne ljudske inovacije, priroda nas „dobija“ već million godina unazad. Tim sa Jejla se okrenuo prirodi kako bi rešio problem koji se odnosi na upotrebu sitnih fosilizovanih stvorenja pod nazivom dijatomi, a sve u cilju poboljšanja stope svetlosne apsorpcije organskih solarnih ćelija.
Dijatomi su grupa fitoplanktona koji se često nazivaju „draguljima mora" zbog svojih staklenih silikatnih granula koje isijavaju svetlost. Oni su izuzetno česti u okeanima i svežoj vodi širom sveta, što ih čini savršenim kandidatima za poboljšanje fotonaponskih ćelija.
Slika 1. Dijatomi za poboljšanje fotonaponskih ćelija (preuzeto sa Depositphotos/sciencepics)
„Zaista je neverovatno da ovakve stvari postoje u prirodi", kaže Lyndsey McMillon-Brown, vodeći autor studije. „Oni pomažu u hvatanju i rasipanju svetlosti algama za proces fotosinteze, tako da smo u mogućnosti da koristimo nešto direktno od prirode i stavimo ga u solarnu ćeliju."
Oglas
Organske fotonaponske solarne ćelije imaju aktivni sloj napravljen od organskih polimera, što znači da mogu biti jeftinije od konvencionalnih solarnih ćelija, ali ne baš toliko i efikasne. Glavno pitanje je vezano za aktivni sloj koji mora biti vrlo tanak, manji od 300 nanometara, što daje gornju granicu efikasnosti konverzije. Da bi se izborili sa tim, u prošlosti su inženjeri imali ugrađene nanostrukture koje su mogle efikasnije da uhvate svetlost, ali ovi materijali su probijali budžet.
Tim sa Jejla se okrenuo prirodi. Dijatomi mogu efikasno da rasipaju svetlost, pa su istraživači želeli da vide da li bi mogli da se ponašaju kao jeftiniji i lako dostupni za sve materijale koji se rasipaju. I ispostavilo se da mogu. Uključivanjem fosilizovanog dijatoma u aktivni sloj ćelije, istraživači su otkrili da može da se smanji količina drugih potrebnih materijala dok se i dalje proizvodi ista količina električne energije.
Slika 2. Dijatomi dodati u tanki aktivni sloj organske solarne ćelije (foto: Yale University)
„Mogli smo da vidimo koja je prava koncentracija i koliko je materijala trebalo da se stavi u naše solarne ćelije da bi se dobilo poboljšanje", kaže McMillon-Brown. „Zaista je korisno jer su materijali aktivnog sloja koje smo koristili skupi i vrlo retki. Nisu zahtevali prekidanje naših postojećih koraka obrade, tako da ne dodaju nikakvu složenost ili izazov i definitivno mogu biti lak dodatak postojećim komercijalizovanim organskim solarnim ćelijama".
Rezultati obećavaju, ali istraživači kažu da bi mogli biti još bolji sa nekim dodatnim podešavanjem. Različite vrste dijatoma mogu biti bolje od drugih pri rasipanju svetlosti, i mogu se kombinovati sa različitim polimerima u aktivnom sloju ćelija kako bi se pronašla prava kombinacija za bolju efikasnost.
