Az UCLA kutatói minden eddiginél hatékonyabb szerves anyagokból (polimerekből) készült napelemet hoztak létre, amely tulajdonképpen több cella kombinációjából tevődik össze, amelyek mindegyike más hullámhossz-tartományt nyel el elsődlegesen.

A szerves anyagokból készült napelemek könnyűek, flexibilisek és olcsón előállíthatók, az „egyetlen” probléma, hogy hatásfokuk igen alacsony. Ennek növelésére számos kísérlet történt az elmúlt évek során, de az igazi áttörés eddig váratott magára.

Az UCLA kutatói most azonban arról számolnak be a Nature Photonics oldalain megjelenő tanulmányukban, hogy jelentősen sikerült a szerves polimerekből készített napelemek hatásfokán javítaniuk olyan módon, hogy különböző hullámhossz-tartomány elnyelésében hatékony (vagyis eltérő abszorpciós sávú) polimereket kombináltak össze egyetlen cellává. A fejlesztés hatásfoka 8,62 százalék, amely messze túlszárnyalja minden eddigi szerves anyagból készült napelem hatásfokát. Az új napelembe ezek után beleépítettek egy, az infravörös tartományban abszorbeáló polimert is, amelyet japán kutatók hoztak létre, és a hatásfok tovább emelkedett: 10,6 százalékra.

A különböző abszorpciós sávú anyagok kombinálása lehetővé teszi, hogy a napfény szélesebb spektrumából „táplálkozzon” a cella. Mindazonáltal a hatásfok nem ugrik meg automatikusan csak attól, hogy két különböző polimert tartalmaz a napelem. Ahogy a kutatók rávilágítanak: az anyagoknak egymással is kompatibilisnek kell lenniük a hatékonyság növelése érdekében.

A napfény hatékonyabb elnyelése érdekében a kutatók különböző anyagú fotoaktív rétegeket helyeztek egymásra, amelyek abszorpciós spektruma kiegészítette egymást. A „tandem polimer napelem” hatásfoka a tudósok szerint tovább növelhető ‒ a következő években 15 százalékig ‒ célzottan erre a célra készített szerves polimerek gyártásával.