קבוצת מחקר מלונדון עובדת על פיתוח תאים פולימריים סולאריים שיהיו בעלי נצילות גבוהה ועלות ייצור נמוכה

פאנלים פוטו-וולטאיים מפלסטיק עשויים להוות אלטרנטיבה לסיליקון היקר

מערכות פוטו-וולטאיות שמפיקות אנרגיה חשמלית מקרני השמש מציעות אנרגיה ירוקה ובלתי מוגבלת כאלטרנטיבה לדלקים פוסיליים. אם כך, מדוע לא אומצו עד כה הטכנולוגיות הסולאריות באופן נרחב יותר?

"זה יקר מדי", עונה בפשטות ג'י-סיאון קים, מרצה בכירה באימפריאלי קולג' בלונדון, שיחד עם עמיתיה המציאו טכנולוגיה שעשויה לעזור להוריד את מחירי הפאנלים. המדענים סבורים כי הגישה החדשה שלהם תוביל לייצור פאנלים סולאריים שיהיו זולים ויעילים יותר.

"בשביל לייצר הרבה אנרגיה עליך לכסות שטח גדול בפאנלים סולאריים, שזה דבר יקר מאוד כשמדובר בתעשייה המסורתית של הפאנלים – העשויים ברובם מסיליקון", מסבירה קים. המחירים יקרים משום שתעשיית הפאנלים המסורתית משתמשת בקריסטלים שמצריכים טמפרטורות גבוהות ותנאי ואקום לייצור.

פיתרון זול יותר הוא לייצר תאים פוטו-וולטאיים מתרכובות אורגניות –מה שבמהותו הוא תא סולארי מפלסטיק. חומרים אורגניים מוליכים למחצה, ובעיקר פולימרים, יכולים להיות מומסים כדי להפוך לדיו ואז פשוט להיות "מודפסים" בשכבה דקה מאוד, המתפרסת על אזור נרחב. "כיסוי שטח גדול בפלסטיק זול בהרבה מאשר לכסות את אותו השטח בסיליקון, וכתוצאה מכך עלות החשמל המופק תוכל להיות הרבה יותר נמוכה", אומרת קים.

אחד הקשיים הגדולים בביצוע החזון הזה היא מידת השליטה בארגון מולקולות הפולימר שבשכבה הדקה. קים ועמיתיה מתארים מתודה חדשה להפעלת שליטה כזו. "פיתחנו טכניקת בדיקה מבנית מתקדמת בכדי לקבוע את האריזה המולקולרית של שני פולימרים שונים כשהם מעורבבים יחד", היא אומרת. באמצעות המניפולציה הזו קים ועמיתיה יצרו מסלולים מסודרים – או "ננו-חוטים" – בהם יכולים מטענים חשמליים לנוע ביתר קלות. הם מאמינים כי המצאה זו מאפשרת לתא הסולארי לייצר יותר זרם חשמלי.

"עבודתנו מדגישה את חשיבות ארגון המולקולות הפולימריות בתא הפולימרי הסולארי לשם הגברת נצילותו", מסכמת קים, שמצפה כי התא הסולארי הפולימרי ישווק מסחרית בתוך 5 עד 10 שנים.