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L'équipe de recherche du professeur Bumjoon Kim au Département de génie chimique et biomoléculaire a réussi à mettre en œuvre une cellule solaire organique extensible en appliquant un matériau polymère nouvellement développé qui a démontré l'efficacité de conversion photovoltaïque la plus élevée au monde (19 %) tout en fonctionnant même lorsqu'elle est étirée à plus de 40 %. de son état originel. Ce nouveau polymère conducteur possède des propriétés photovoltaïques élevées qui peuvent être étirées comme du caoutchouc. Le polymère nouvellement développé devrait jouer un rôle de source d’énergie pour les appareils électroniques portables de nouvelle génération.
Avec la croissance rapide du marché des appareils électriques portables, les cellules solaires extensibles capables de fonctionner sous contrainte ont reçu une attention considérable en tant que source d’énergie. Pour construire de telles cellules solaires, il faut que leur couche photoactive, qui convertit la lumière en électricité, présente des performances électriques élevées tout en possédant une élasticité mécanique. Cependant, satisfaire à ces deux exigences est un défi, ce qui rend difficile le développement de cellules solaires extensibles.
Le 26 décembre, une équipe de recherche KAIST du Département de génie chimique et biomoléculaire (CBE) dirigée par le professeur Bumjoon Kim a annoncé le développement d'un nouveau matériau polymère conducteur qui atteint à la fois des performances électriques et une élasticité élevées tout en introduisant le matériau organique extensible le plus performant au monde. cellule photovoltaïque.
Les cellules solaires organiques sont des dispositifs dont la couche photoactive, responsable de la conversion de la lumière en électricité, est composée de matériaux organiques. Par rapport aux cellules solaires existantes à base de matériaux non organiques, elles sont plus légères et flexibles, ce qui les rend parfaitement adaptées aux appareils électriques portables. Les cellules solaires en tant que source d'énergie sont particulièrement importantes pour la construction d'appareils électriques, mais les cellules solaires à haut rendement manquent souvent de flexibilité et leur application dans les appareils portables a donc été limitée jusqu'à présent.
L'équipe dirigée par le professeur Kim a conjugué un polymère hautement extensible à un polymère électriquement conducteur doté d'excellentes propriétés électriques grâce à une liaison chimique, et a développé un nouveau polymère conducteur doté à la fois d'une conductivité électrique et d'une extensibilité mécanique. Ce polymère atteint le niveau d'efficacité de conversion photovoltaïque le plus élevé (19 %) en utilisant des cellules solaires organiques, tout en montrant également une extensibilité 10 fois supérieure aux dispositifs existants. L'équipe a ainsi construit la cellule solaire extensible la plus performante au monde, pouvant être étirée jusqu'à 40 % pendant son fonctionnement, et démontré son applicabilité aux appareils portables.
Le professeur Kim a déclaré : « Grâce à cette recherche, nous avons non seulement développé la cellule solaire organique extensible la plus performante au monde, mais il est également significatif que nous ayons développé un nouveau polymère qui peut être utilisé comme matériau de base pour divers appareils électroniques qui doivent être malléables. et/ou élastique. »
Cette recherche, menée par les chercheurs du KAIST Jin-Woo Lee et Heung-Goo Lee en tant que premiers co-auteurs en coopération avec des équipes dirigées par le professeur Taek-Soo Kim du Département de génie mécanique et le professeur Sheng Li du Département de CBE, a été publiée. en Joule le 1er décembre (titre de l'article : Les polymères conjugués copolymérisés en blocs rigides et souples permettent des cellules solaires organiques intrinsèquement extensibles à haute performance).
Cette recherche a été financée par la Fondation nationale de recherche de Corée.
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