Органічні сонячні батареї наздогнали кременеві за ефективністю

Ученим з китайськогоуніверситету Нанкі вдалося створити органічні сонячні панелі в півтора раза ефективнішими, що наблизило їхні показники до комерційних зразків звичайних(кременевих) сонячних модулів.

Про це повідомляє BBC.

Зазвичай сонячні панелі створюють на основі кремнію, оскільки він дотепер найефективніше перетворював сонячне світло на електрику. Натомість органічні фотопанелі OPV, виготовлені ​​з вуглецю та пластмаси, є значно дешевшими та безпечнішими для довкілля. До того ж їхні основні компоненти на основі вуглецю у вигляді своєрідних чорнил можна досить легко наносити на тонкі гнучкі поверхні. Тому вчені вважають OPV перспективним напрямком сонячної енергетики, зокрема й в ролі джерела енергії для носимої електроніки або розумного одягу.

Утім перепоною длявпровадження таких панелей є їхня ефективність. Рекордний коефіцієнт корисної дії(ККД), якого вдалося досягти для органічної панелі в квітні 2018 ледь сягнув 15%, а зазвичай цей показник становить близько 10%, тоді як у комерційних кременевих зразків він дорівнює 15-22%, а рекорд для кремнієвої панелі становить 27,3%).

Нова технологія, яку розробили дослідники з університету Нанкі в Китаї, дозволила створити органічні панелі з ККД в 17%, до того ж автори стверджують, що зможуть підвищити ефективність модулів до 25%.

Однією з причин того меньшої ефективності OPVє те, що органічні матеріали мають слабко зв’язані молекули, які можуть захоплювати електрони та уповільнювати вироблення електроенергії.

Дослідники вирішили компенсувати цей ефект, об’єднавши напівпрозорі фотоорганічні шари в своєрідний бутерброд, який назвали тандемною панеллю.

Такий підхід дозволив поєднувати в одній панелі кілька шарів, що реагують на світло з різними довжинами хвиль та пропускають з іншими(для взаємодії з наступними шарами).

Завдяки цьому тандемна панель перетворює на світло більш широкий діапазон світла, а отже йзбільшується ККД модуля. Також цей підхід дозволяє збільшувати ефективність простим додаванням шарів, які розширюватимуть діапазон чутливості панелі.

До того ж, за словами розробників, такі друковані сонячні елементи, завдяки їхньої напівпрозорості, можна використовувати в ролі елементів остеклення будівель.

Раніше ми розповідали, що вЯпонії створили гуму, здатну генерувати енергію від сонячного світла тавібрації.