Діджитал 97% продуктивності після 2000 годин: у Китаї придумали полімерні сонячні панелі
Розроблені дослідниками з Уханьського технологічного університету сонячні елементи успішно досягли ефективності 19,1%.
Дослідники з Китаю розробили новий тип полімерних сонячних елементів, які забезпечують стабільну продуктивність перетворення енергії, пише interestingengineering.com.
Полімерні сонячні батареї володіють такими перевагами, як мала вага, гнучкість і технологічність рішення, проте їхнє практичне застосування довгий час обмежувалося недостатньою експлуатаційною стабільністю і продуктивністю. Проте, пристрої досягли багатообіцяючих результатів, показавши ефективність перетворення в 19,1%, а також надійний термін служби Т97, що перевищує 2000 годин.
Дослідження відкриває шлях до створення життєздатних органічних фотоелектричних матеріалів і архітектур пристроїв, просуваючи полімерні сонячні елементи до комерціалізації та їхнього потенційного застосування в стійких розподілених енергетичних системах.
Полімерний сонячний елемент здатний зберігати 97% своїх характеристик після 2000 годин перебування на повітрі. Змішуючи акцептори малих молекул з полімерними матрицями, дослідницька група поліпшила молекулярну упаковку, підвищивши як стабільність, так і перенесення заряду для "надстабільних" гнучких пристроїв.
Вчені підкреслили, що підвищення ефективності перетворення енергії (PCE) і експлуатаційної стабільності має вирішальне значення для комерційної життєздатності полімерних сонячних елементів (PSC).
У роботі досліджено структурну і морфологічну стабільність сучасного полімерного акцептора (ПМА) PY-IT за допомогою низки вимірів світлопоглинання і термічної релаксації.
"Ми виявили, що на додаток до слабкого зв'язку C-C у зв'язку ADA, спільного для малих молекулярних акцепторів (SMA), PMA володіють додатковим слабким зв'язком між повторюваними ланками, що призводить до меншої фотохімічної стабільності. Обнадіює той факт, що включення SMA в PMA, як було виявлено, пом'якшує заплутування ланцюгів і зменшує вільний об'єм, тим самим покращуючи молекулярне пакування і підвищуючи як фотохімічну, так і термічну стабільність", — заявили дослідники.
Ефективні шляхи перенесення заряду в разі зменшення вільного об'єму фотоактивного шару
"Проста стратегія одночасно створює ефективні шляхи перенесення заряду і зменшує вільний об'єм фотоактивного шару. Отримані пристрої зберігають 97% початкової ефективності після 2000 годин роботи на повітрі, при цьому екстрапольований термін служби перевищує 100 000 годин", — сказав Тао Ван, співавтор дослідження. — "Ця робота пояснює, як молекулярні та морфологічні структури органічних напівпровідників визначають термін служби пристрою, і забезпечує практичний шлях до комерціалізації гнучкої органічної фотоелектричної енергії."