Het University Institute for Advanced Materials Research aan de Universitat Jaume I (UJI) heeft deelgenomen aan het Europese project Sunflower om minder giftige organische fotovoltaïsche materialen te ontwikkelen die geschikt zijn voor industriële productie. Een consortium van 17 onderzoeks- en bedrijfsinstellingen heeft dit onderzoek naar nanotechnologie gedurende vier jaar uitgevoerd.

Onderzoekers van Sunflower hebben verschillende onderzoeken uitgevoerd, een van de meest succesvolle daarvan was het ontwerp van een zeer veelzijdige organische fotovoltaïsche cel die kan worden geprint. "Dankzij dit werk vooruitgang is geboekt bij het realiseren van zonnecellen met goede prestaties, lage kosten en zeer interessante architectonische kenmerken, ", zegt de directeur van het Universitair Instituut voor Onderzoek van geavanceerde materialen (INAM), Juan Bisquert.

De doelen van Sunflower waren zeer ambitieus, volgens Antonio Guerrero, onderzoeker bij het departement Natuurkunde geïntegreerd in het INAM, omdat het bedoeld was "niet alleen om de stabiliteit en efficiëntie van de fotovoltaïsche materialen te verbeteren, maar ook om hun productiekosten te verlagen." volgens Guerrero, "de processen om de sprong van laboratorium naar industriële schaal te maken zijn verbeterd, vanwege het gebruik van niet-gehalogeneerde oplosmiddelen die compatibel zijn met industriële productiemethoden en die de toxische belasting van halogenaten aanzienlijk verminderen."

"De betrokkenheid van ons instituut bij deze projecten heeft een groot belang omdat een van onze prioritaire onderzoekslijnen de nieuwe materialen zijn om hernieuwbare energie te ontwikkelen, " zegt Bisquert, die tevens hoogleraar toegepaste natuurkunde is. In aanvulling, deze consortia omvatten het werk van de academische wereld en de industrie. Volgens de onderzoeker "de overdracht van kennis aan de samenleving wordt bevorderd en, in dit geval, we tonen aan dat organische materialen die gedurende 20 jaar zijn onderzocht, al dichtbij levensvatbare technologieën zijn."

Wijziging gebruik van plastic materialen

UJI-onderzoekers bij Sunflower concentreerden zich op "het verbeteren van de chemische reactiviteit van materialen of structurele compatibiliteit, " zegt Germà García, hoogleraar toegepaste natuurkunde en lid van INAM. "We hebben gewerkt om de concepten van anorganische elektronica te verplaatsen naar fotovoltaïsche cellen en organische elektronica, " zegt hij. De onderzoekers wilden profiteren van de capaciteiten van absorptie en geleiding van plastic materialen en om de capaciteit van zonneproductie te verifiëren, een ongebruikelijke toepassing omdat ze normaal gesproken worden gebruikt voor elektrische isolatie.

Bij UJI-laboratoria, ze hebben de organische materialen bestudeerd omdat ze tot acht nanometrische lagen hebben. "We hebben geavanceerde elektrische metingen gedaan om te zien waar de energieverliezen waren en zo producenten van materialen en apparaten te informeren om de stabiliteit en efficiëntie van zonnecellen te verbeteren, " legt Guerrero uit.

Zonne-energie in alledaagse voorwerpen

"De potentiële toepassingen van organische fotovoltaïsche technologie (OPV) zijn talrijk, variërend van mobiele consumentenelektronica tot architectuur, " zegt de projectcoördinator Giovanni Nisato, van het Zwitserse Centrum voor Elektronica en Microtechnologie (CSEM). "Dankzij de resultaten die we hebben behaald, geprinte organische fotovoltaïsche cellen zullen deel gaan uitmaken van ons dagelijks leven, en zal ons in staat stellen om hernieuwbare energie te gebruiken en het milieu te respecteren met een positieve impact op onze levenskwaliteit."

In aanvulling, naar het oordeel van de onderzoekers, de resultaten van dit onderzoek zouden het aandeel van hernieuwbare energie in de energiematrix kunnen verdubbelen, van 14 procent in 2012 naar 27 tot 30 procent in 2030. Zonnebloem heeft gezorgd voor een aanzienlijke toename van het gebruik van zonne-energie in alledaagse voorwerpen.

In de tussentijd, de hoofdlijnen van het onderzoek aan het INAM richten zich op nieuwe soorten materialen voor apparaten voor schone energie, en zonnecellen op basis van goedkope verbindingen zoals perovskiet en andere organische verbindingen. Verder, INAM bestudeert de productie van brandstoffen uit zonlicht, het breken van watermoleculen en het produceren van waterstof en andere katalytische materialen in het chemische aspect, allemaal van groot belang in het kader van internationaal onderzoek.