Toyobo Co., Ltd. e l'istituto di ricerca del governo francese CEA sono riusciti a realizzare piccole celle fotovoltaiche organiche di prova (OPV) su un substrato di vetro con la migliore efficienza di conversione al mondo in una stanza buia. Il team ha testato i moduli OPV su un sottile, substrato di film leggero in PET (polietilene tereftalato) durante il loro progetto di ricerca congiunto. I prodotti di prova utilizzano un materiale per la generazione di energia per OPV che Toyobo ha sviluppato.

Gli OPV hanno attirato un'ampia attenzione in quanto celle solari di nuova generazione. Toyobo mira a mettere il materiale in un uso pratico precoce, principalmente come fonte di alimentazione wireless in dispositivi come la temperatura, sensori di umidità e movimento.

Le celle OPV sono celle solari che possono essere create rivestendo con elettrodi materiali organici che generano energia, inclusi atomi di carbonio e zolfo, su un substrato di vetro o plastica. Come può essere modellato in sottile, forme flessibili, si fissa facilmente a pareti o superfici in tessuto dove le celle solari inorganiche prevalenti non sono adatte all'installazione. Ci sono quindi grandi aspettative per OPV come fonte di alimentazione wireless per sensori e dispositivi indossabili, indispensabili per le applicazioni Internet of Things (IoT).

Toyobo ha sviluppato un materiale per la generazione di energia per gli OPV per produrre uscite ad alta potenza da fonti di luce ambientale a bassa illuminazione utilizzando tecnologie di sintesi organica che ha coltivato nei suoi anni di ricerca sulla chimica fine. Il materiale può dissolversi facilmente anche in solventi privi di alogeni, permettendogli di essere rivestito in modo uniforme su un substrato, e può quindi generare energia in modo stabile con poca differenza individuale.

Per commercializzare rapidamente il materiale, Toyobo ha condotto la ricerca congiunta con CEA per sei mesi a partire da giugno dello scorso anno. Durante l'impresa, Toyobo e CEA sono riusciti a realizzare le piccole celle OPV su un substrato di vetro con la migliore efficienza di conversione al mondo, ottimizzando i solventi e la tecnica di rivestimento. In un esperimento di verifica sotto illuminazione al neon con 220 lux, equivalente alla luminosità di una stanza buia, è stato confermato che il prodotto di prova ha raggiunto un'efficienza di conversione di circa il 25%, o il 60% in più rispetto a quello delle celle solari in silicio amorfo comunemente utilizzate per i calcolatori da tavolo. Hanno anche completato prototipi di moduli OPV su un substrato di pellicola PET con un'area effettiva di 18 centimetri quadrati, sebbene rivestire un materiale generatore di energia su un film di PET fosse più difficile di un substrato di vetro. Il modulo è stato in grado di emettere circa 130 microwatt con la stessa illuminazione.

Toyobo prevede di commercializzare questo materiale principalmente ai produttori di celle solari, sulla base del know-how acquisito attraverso la ricerca congiunta. Primo, l'azienda mira a distribuire il materiale entro marzo 2023 come fonte di alimentazione wireless per la temperatura, sensori di umidità e movimento.