חוקרים מצאו כי ציפוי אלקטרודה בעובי מולקולה אחד בלבד יכול לשפר משמעותית את ביצועיו של תא פוטו-וולטאי אורגני. הציפוי עולה על החומר המוביל המשמש כיום למשימה זו ועשוי לסלול את הדרך לשיפורים במכשירים אחרים המסתמכים על מולקולות אורגניות, כגון דיודות פולטות אור וגלאי פוטו.
שלא כמו התאים הפוטו-וולטאיים הנפוצים ביותר המשתמשים בסיליקון גבישי לצורך קצירת אור, תאים פוטו-וולטאיים אורגניים (OPV) מסתמכים על שכבה סופגת אור של מולקולות על בסיס פחמן. למרות ש- OPV עדיין לא יכולים להתחרות בביצועים של תאי סיליקון, הם יכולים להיות קלים וזולים יותר לייצור בקנה מידה גדול מאוד באמצעות טכניקות הדפסה.
כאשר האור נכנס לתא פוטו-וולטאי, האנרגיה שלו משחררת אלקטרון שלילי ומשאירה אחריו פער חיובי, המכונה חור. לאחר מכן אוספים חומרים שונים את האלקטרונים והחורים ומנחים אותם לאלקטרודות שונות כדי לייצר זרם חשמלי. ב- OPVs נעשה שימוש נרחב בחומר בשם PEDOT: PSS כדי להקל על העברת חורים שנוצרו לאלקטרודה; עם זאת, PEDOT: PSS הוא יקר, חומצי ויכול לפגוע בביצועי התא לאורך זמן.
הצוות פיתח כעת אלטרנטיבה טובה יותר ל- PEDOT: PSS. הם משתמשים בציפוי דק הרבה יותר של מולקולה הובלת חורים הנקראת Br-2PACz, הנקשר לאלקטרודה של תחמוצת פח אינדיום (ITO) ליצירת שכבה מולקולה אחת. התא האורגני המשתמש ב- Br-2PACz השיגה יעילות המרת הספק של 18.4 אחוזים, בעוד שתא שווה ערך באמצעות PEDOT: PSS הגיע ל -17.5 אחוז בלבד.
"אכן מופתע משיפור הביצועים", אומרים חברי צוות המחקר. "אנו מאמינים שבר-2ל- PACz יש אפשרות להחליף את PEDOT: PSS בשל העלות הנמוכה והביצועים הגבוהים שלה. "
Br-2PACz הגדיל את יעילות התא בכמה דרכים. בהשוואה ליריבו, הוא גרם להתנגדות חשמלית פחותה, שיפור הובלת החורים ואפשר ליותר אור לזרוח לשכבת הקליטה. בר-2PACz שיפרה גם את מבנה השכבה סופגת האור עצמה, אפקט שעשוי להיות קשור לתהליך הציפוי.
הציפוי יכול אפילו לשפר את יכולת המחזור של תא סולארי. החוקרים מצאו שניתן להסיר את האלקטרודה של ה- ITO מהתא, להסיר את ציפויה ואז להשתמש בה מחדש כאילו היא חדשה. לעומת זאת, PEDOT: PSS מחספס את פני השטח של ה- ITO כך שהוא פועל בצורה גרועה אם נעשה בו שימוש חוזר בתא אחר. "אנו צופים כי תהיה לכך השפעה דרמטית הן על כלכלת ה- OPV והן על הסביבה,".