Một nhóm nghiên cứu từ Niedersen và Erlangen đã lập kỷ lục mới về hiệu suất chuyển đổi năng lượng của các mô-đun quang điện hữu cơ (OPV). Các nhà khoa học từ Friedrich-Alexander Universitat Erlangen-Nurnberg (FAU), Trung tâm nghiên cứu năng lượng ứng dụng (ZAE) của Bavaria và Viện Helmholtz Erlangen-Nurnberg cho năng lượng tái tạo (HI ERN), một chi nhánh của Forschungszentrum Julich, Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc (SCUT), đã thiết kế một mô-đun OPV với hiệu suất 12,6% trên diện tích 26 cm vuông. Kỷ lục thế giới trước đây là 9,7% đã vượt quá 30%.

Tiến sĩ Andreas Distler (ZAE Bayern) với mô-đun năng lượng mặt trời kỷ lục hữu cơ tại Nhà máy năng lượng mặt trời 

Đây là giá trị hiệu quả cao nhất từng được báo cáo cho một mô-đun quang điện hữu cơ. Nó đã được xác nhận bởi một phép đo hiệu chuẩn được chứng nhận trong các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn bởi phòng thí nghiệm chứng nhận độc lập của Fraunhofer ISE (Freiburg) vào tháng 9 năm 2019.

Mô-đun đa tế bào được phát triển tại Nhà máy năng lượng mặt trời của tương lai tại Cơ sở Energie Nurnberg (EnCN) trong phòng thí nghiệm phủ với dây chuyền thí điểm megawatt độc đáo cho quang điện màng mỏng, được thiết kế và thực hiện với sự hỗ trợ tài chính của Bộ Bavaria của các vấn đề kinh tế.

"Sự đột phá này cho thấy Bavaria không chỉ là người đi đầu trong sự tiến bộ của việc lắp đặt quang điện, mà còn chiếm vị trí hàng đầu trong việc phát triển các công nghệ trong tương lai", Hubert Aiwanger, Bộ trưởng Kinh tế, Phát triển Vùng và Năng lượng của Bavaria nhấn mạnh.

Pin mặt trời hữu cơ thường bao gồm hai thành phần hữu cơ khác nhau, sở hữu các tính chất bán dẫn cần thiết. Trái ngược với silicon được sử dụng thông thường, được sản xuất bởi các quá trình nóng chảy tốn nhiều năng lượng, vật liệu hữu cơ có thể được áp dụng trực tiếp từ các dung dịch lên màng mang hoặc chất mang thủy tinh.

Một mặt, điều này giúp giảm chi phí sản xuất, mặt khác, việc sử dụng vật liệu linh hoạt, nhẹ cho phép ứng dụng mới, như thiết bị di động hoặc quần áo, ngay cả khi hiệu quả chưa thể so sánh với pin mặt trời silicon truyền thống. Giáo sư Christoph Brabec từ FAU giải thích: "Cột mốc này trong nghiên cứu chất bán dẫn hữu cơ cho thấy những phát triển hiệu suất mới nhất với hiệu suất tế bào được chứng nhận trên 16% không giới hạn ở quy mô phòng thí nghiệm, nhưng sẵn sàng mở rộng đến mức mô-đun nguyên mẫu". , giám đốc của HI ERN, và giám đốc khoa học của Nhà máy năng lượng mặt trời của tương lai, một nhóm nghiên cứu của ZAE Bayern.

Do thiết kế của chúng, hiệu quả của các mô-đun quang điện hoàn chỉnh luôn thấp hơn một chút so với các tế bào riêng lẻ. Ví dụ, một phần của khu vực mô-đun luôn không hoạt động vì nó được sử dụng để kết nối các ô riêng lẻ. Với diện tích mô đun tăng, tổn thất do điện trở của điện cực cũng tăng theo.

Mô-đun bản ghi bao gồm mười hai ô được kết nối ser seri và có hệ số lấp đầy hình học trên 95 phần trăm. Phần này của khu vực mô-đun đóng góp tích cực vào việc phát điện. Đối với khu vực hoạt động của nó, mô-đun thậm chí đạt được hiệu quả 13,2 phần trăm. Việc giảm thiểu các khu vực không hoạt động đã đạt được thông qua cấu trúc laser độ phân giải cao, được phát triển và tối ưu hóa trong những năm gần đây tại "Nhà máy năng lượng mặt trời của tương lai".