На 56% эффективнее обычных: создана новая органическая солнечная панель

Исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне добились прорыва в области органических солнечных элементов (OSC), приблизив технологию к коммерческой жизнеспособности. Об этом говорится на официальном сайте университета.

Органические солнечные элементы – это перспективная которая может превратить любую поверхность в генератор энергии. Эти элементы легкие и гибкие, что позволяет использовать в местах, недоступных традиционным кремниевым панелям.

"Представьте себе рюкзаки и палатки, оснащенные OSC, которые могут генерировать энергию по требованию в полевых условиях, или окна, превращающие солнечный свет в электричество благодаря солнечным элементам, невидимым невооруженным глазом", — говорится в пресс-релизе.

Несмотря на ряд преимуществ, органические солнечные панели пока хорошо работают только в лабораторных условиях. В реальной жизни их эффективность и стабильность существенно падает в процессе производства.

Чтобы решить эту проблему, ученые под руководством профессора Ин Дяо сосредоточились на процессе молекулярной сборки во время изготовления. OSC состоят из нескольких слоев пленки толщиной в нанометр. Манипулируя условиями обработки при печати пленок, ученые патались заставить молекулы принимать различные структуры.

Важно Приносит двойную пользу: создана необычная солнечная панель, пропускающая свет (фото)

"Чернила испаряются во время печати, поэтому — в зависимости от того, насколько быстро мы печатаем и насколько медленно испаряется — мы можем заблокировать сборку на разных этапах", — объяснил исследователь Алек Дамрон.

Ученые выявили, что если печатать пленки медленно, а не быстро, то физика испарения будет преобладать, и это заставит полимеры собираться в жидкие кристаллы до образования пленки. Этот вывод был важен, поскольку жидкокристаллические структуры обеспечивали лучшую стабильность и эффективность OSC по сравнению с ячейками, изготовленными с использованием случайных путей агрегации.

Далее исследователи разработали два пути сборки жидких кристаллов: ахиральный и хиральный. Оба варианта привели к явному улучшению эффективности и стабильности органических солнечных элементов, однако хиральная, или спиральная, структура дала наилучшие результаты.

Так, ахиральные жидкокристаллические структуры продемонстрировали 20-процентное улучшение эффективности и трехкратное улучшение стабильности по сравнению со случайными агрегатами агрегации. При печати со спиральной структурой это число увеличилось до 56 процентов эффективности и в 50 раз большей стабильности.

"Эта тенденция, которую мы увидели в улучшении производительности за счет жидкокристаллической фазы по сравнению со случайной агрегацией волокон, является общей и может быть применена к различным типам органических материалов солнечных элементов", — заключил Алек Дамрон.