محققان با ترکیب فولرین و پلیمر موفق به ساخت پیل خورشیدی آلی شدند که کارایی آن ۱۰٫۸ درصد است. بالاترین کارایی گزارش شده تا کنون ۹٫۸ درصد بوده است.
افزایش کارایی پیل خورشیدی آلی با افزودن فولرین
پژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی با همکاری محققانی از دانشگاه هنگ کنگ دریافتند که می‌توان از تجمع کنترل شده با دما در نوعی از پلیمرهای نیمه‌رسانا برای تولید پیل‌های خورشیدی کارا استفاده کرد. این روش قابلیت تولید انبوه پیل خورشیدی با قیمت پایین را داراست. یافته‌های این پژوهش می‌تواند مسیر تازه‌ای به سوی تولید پیل‌های خورشیدی دارای لایه های فعال باز کند.
پیل‌های خورشیدی پلیمری دارای ترکیبی از دهنده‌های پلیمری و گیرنده‌های فولرینی است. برای ساخت این پیل‌ها، فولرین و پلیمر به یک حلال افزوده شده تا محلولی ایجاد شود. این محلول روی یک سطح ریخته شده و حلال آن تبخیر می‌شود. با خارج شدن حلال از سطح، لایه‌ای نازک پدید می‌آید. در این ساختار، ماده دهنده موجب تشکیل گیره‌هایی می‌شود که به یکدیگر متصل هستند. در این ساختار مولکول‌های گیرنده در اطراف گیره‌ها قرار می‌گیرند.
در حال حاضر، بهترین پیل‌های خورشیدی آلی تنها با استفاده از یک یا دو فولرین مختلف ساخته می‌شوند. هارالد آد و همکارانش پیش از این به بررسی مورفولوژی پیل‌های خورشیدی پرداخته و نشان داده بودند که ابعاد گیره‌ها در لایه دهنده و مولکول‌های تجمع یافته، نقش کلیدی در کارایی پیل خورشیدی دارد.
اخیرا این گروه تحقیقاتی مقاله‌ای در نشریه Nature Communications منتشر کردند و در آن نشان دادند که ابعاد گیره‌ها کاملاً به دما بستگی دارد. همچنین محققان این پروژه ثابت کردند که با افزایش مقدار فولرین‌ها می‌توان کارایی پیل خورشیدی را به ۱۰٫۸درصد رساند در حالی که بالاترین رکورد ثبت شده تا کنون ۹٫۸ درصد است.
آد می‌گوید: «همین که ما نشان دادیم دما می‌تواند روی مورفولوژی این پیل‌ها اثر گذار باشد، برای شیمی‌دان‌ها این فرصت پیش می‌آید که آزادی عمل بیشتری برای تعیین ترکیب شیمیایی لایه فعال داشته باشند.»
این گروه تحقیقاتی با استفاده از ۱۰ ترکیب مختلف موفق به افزایش کارایی پیل‌ها به ۱۰ درصد شدند. یکی از مزایای این روش آن است که با روش‌های فعلی تولید پیل انطباق‌پذیر بوده و می‌توان از آن برای تولید انبوه استفاده کرد.
