(Phys.org) —Les chercheurs de l'Université de Cincinnati rapportent les premiers résultats sur un moyen de fabriquer des panneaux solaires dans les lumières, calculatrices et toits plus légers, Moins cher, plus souple (donc moins cassable) et plus efficace.

Fei Yu, un doctorant de l'Université de Cincinnati en génie des matériaux, présentera de nouvelles découvertes sur l'amélioration de l'efficacité de conversion de puissance des cellules solaires polymères le 3 mars, à la réunion de l'American Physical Society à Denver.

Yu expérimente l'ajout d'une petite fraction de nanoflocons de graphène aux cellules solaires à hétérojonction en masse (BHJ) à mélange de polymères pour améliorer les performances et réduire les coûts de l'énergie solaire.

"Il y a eu beaucoup d'études sur la façon de rendre les cellules solaires en plastique plus efficaces, afin qu'elles puissent à l'avenir remplacer les cellules solaires au silicium, " dit Yu. "Ils peuvent être plus minces, panneaux plus légers et plus flexibles. Cependant, elles ne sont actuellement pas aussi efficaces que les cellules solaires au silicium, nous examinons donc comment augmenter cette efficacité. »

Imaginez que vous renversez accidentellement une lampe de jardin au silicium alimentée à l'énergie solaire, seulement pour voir la cellule solaire se fissurer. Les polymères sont des matériaux à base de carbone qui sont plus flexibles que les traditionnels, fragiles cellules solaires au silicium. Frais de transport, bien que, a été un facteur limitant pour les performances des cellules solaires en polymère.

Graphène, une forme naturelle de carbone, est un matériau relativement récemment découvert qui fait moins d'un nanomètre d'épaisseur. "Parce que le graphène est du carbone pur, sa conductivité de charge est très élevée, " explique Yu. " Nous voulons maximiser l'énergie absorbée par la cellule solaire, nous augmentons donc le rapport donneur/accepteur et nous utilisons une très faible fraction de graphène pour y parvenir."

Les recherches de Yu ont révélé que l'efficacité a triplé en ajoutant du graphène, parce que le matériau aidait à transporter rapidement des charges pour obtenir un photocourant plus élevé. "Les performances accrues, bien en deçà du rendement le plus élevé atteint dans les dispositifs photovoltaïques organiques (OPV), est néanmoins significatif en indiquant que le graphène vierge peut être utilisé comme transporteur de charge, " dit Yu.

le conseiller de Yu, Vikram K. Kuppa, professeur assistant à l'École de l'énergie, Environnement, Génie biologique et médical (SEEBME) pour le Collège d'ingénierie et de sciences appliquées de l'UC (CEAS), a contribué à la recherche. Kuppa dirige la recherche d'une variété de cellules solaires à mélange de polymères impliquant l'utilisation de graphène.

Les recherches futures se concentreront sur la physique des appareils, la morphologie du film et comment contrôler et optimiser ces nanoflocons de graphène distribués de manière aléatoire par une variété de méthodes pour obtenir de meilleures performances.