Toyobo Co., Ltd. en het Franse overheidsonderzoeksinstituut CEA zijn erin geslaagd om kleine organische fotovoltaïsche (OPV) kleine cellen op een glazen substraat te maken met 's werelds beste conversie-efficiëntie in een schemerige ruimte. Het team testte OPV-modules op een dunne, lichtgewicht PET (polyethyleentereftalaat) filmsubstraat tijdens hun gezamenlijke onderzoeksproject. De proefproducten maken gebruik van een stroomopwekkend materiaal voor OPV dat Toyobo heeft ontwikkeld.

OPV's hebben brede aandacht getrokken als zonnecellen van de volgende generatie. Toyobo wil het materiaal vroeg in de praktijk gebruiken, voornamelijk als draadloze stroombron in apparaten zoals temperatuur, vochtigheids- en bewegingssensoren.

OPV-cellen zijn zonnecellen die kunnen worden gemaakt door organische energieopwekkende materialen, waaronder koolstof- en zwavelatomen, op een glazen of plastic substraat te coaten met elektroden. Omdat het dun kan worden gevormd, flexibele vormen, het hecht gemakkelijk aan muren of stoffen oppervlakken waar de meest voorkomende anorganische zonnecellen ongeschikt zijn voor installatie. Er zijn dus hoge verwachtingen van OPV als draadloze stroombron voor sensoren en draagbare apparaten, die onmisbaar zijn voor Internet of Things (IoT)-toepassingen.

Toyobo heeft een stroomgenererend materiaal voor OPV's ontwikkeld om een ​​hoog vermogen te leveren uit kamerlichtbronnen met weinig verlichting door gebruik te maken van organische synthesetechnologieën die het in zijn jarenlange onderzoek naar fijnchemicaliën heeft gecultiveerd. Het materiaal lost gemakkelijk op, zelfs in halogeenvrije oplosmiddelen, waardoor het gelijkmatig op een ondergrond kan worden aangebracht, en kan dus stabiel stroom opwekken met weinig individueel verschil.

Om het materiaal snel te commercialiseren, Toyobo voerde het gezamenlijke onderzoek met CEA vanaf juni vorig jaar een half jaar uit. Tijdens de onderneming Toyobo en CEA zijn erin geslaagd om de OPV-kleine cellen op een glazen substraat te maken met 's werelds beste conversie-efficiëntie door de oplosmiddelen en coatingtechniek te optimaliseren. In een verificatie-experiment onder neonverlichting met 220 lux, gelijk aan de helderheid van een donkere kamer, het proefproduct werd bevestigd een conversie-efficiëntie van ongeveer 25 procent te hebben bereikt, of 60 procent hoger dan die van zonnecellen van amorf silicium die gewoonlijk worden gebruikt voor rekenmachines. Ze voltooiden ook prototype OPV-modules op een PET-filmsubstraat met een effectief oppervlak van 18 vierkante centimeter, hoewel het coaten van een energieopwekkend materiaal op een PET-film moeilijker was dan een glassubstraat. De module kon onder dezelfde verlichting ongeveer 130 microwatt produceren.

Toyobo is van plan dit materiaal voornamelijk op de markt te brengen voor producenten van zonnecellen, gebaseerd op de knowhow die door het gezamenlijke onderzoek is verworven. Eerst, het bedrijf streeft ernaar het materiaal tegen maart 2023 in te zetten als draadloze stroombron voor temperatuur, vochtigheids- en bewegingssensoren.