Istraživači Centra za znanost o novonastalim tvarima (Center for Emergent Matter Science., CEMS) pri Japanskom fizikalno-kemijskom istraživačkom institutu Riken proizveli su vodootpornu i fleksibilnu organsku solarnu ćeliju koja se može koristiti za takozvanu nosivu elektroniku, na primjer u odjeći.
Ćelija se sastoji od in-situ uzgojenog sloja koji je namijenjen jačanju međufazne adhezije između aktivnog sloja i anode. Anodni sloj, u ovom slučaju srebrna elektroda, nanesena je izravno na aktivne slojeve, a zatim je podvrgnuta termičkom procesu stvrdnjavanja u kojem je pohranjena na zraku na 85 °C 24 sata. Tako je poboljšano prianjanje između slojeva u usporedbi s drugim fotonaponskim filmovima. što je važan uvjet za vodonepropusnost spoja. Koristeći ovu metodu, tim je uspio proizvesti film debljine samo tri mikrometra, izvještava Sixing Xiong, vodeći autor studije objavljene u Nature Communications.
Istraživači su zabilježili vršnu učinkovitost od 14,3 posto za svoju ćeliju, što, prema njihovoj studiji, “nadmašuje postojeće vodootporne organske fotonaponske module.” Tim je testirao ćeliju tako da ju je potpuno potopio u vodu na četiri sata, nakon čega je imala 89 posto svoje izvorne učinkovitosti. Nakon što je film rastegnut 30 posto pod vodom 300 puta, zadržao je 96 posto svojih performansi.
Solarna ćelija je također preživjela ciklus perilice rublja, što, prema istraživačkom radu, nikada nije zabilježeno za tako tanak sloj . “Čak i nakon dva ciklusa pranja od po 66 minuta, smanjenje učinkovitosti bilo je ograničeno na samo deset posto”, rekli su znanstvenici. “Ova vrsta organskog fotonapona nudi izvanrednu rastezljivost i otpornost na vodu čak i u tako tankoj strukturi, što ga čini prikladnim za nosivu elektroniku.”
Kenjiro Fukuda, jedan od koautora rada, rekao je da je tim tako razvio metodu koja bi se mogla koristiti šire u budućnosti: “Gledajući naprijed, planiramo dalje razvijati naše ultratanke organske solarne ćelije tako da mogu se koristiti za doista svakodnevne nosive uređaje . U tu svrhu, stabilnost bi se morala poboljšati u drugim područjima, na primjer “kada su izloženi zraku, jakom svjetlu i mehaničkom naprezanju”.
Godine 2022. druga istraživačka skupina u CEMS-u razvila je termoskupljajuće polimere za laminiranje organskih solarnih ćelija na zakrivljenim površinama. Riken je, sa Sveučilištem u Tokiju, 2017. godine prvi put predstavio organsku solarnu ćeliju “sigurnu za perilicu rublja”, iako s puno manjim kapacitetom opterećenja i nižom učinkovitošću.
