Уникальный полимер обновил рекорд КПД органических солнечных элементов
Фото:
Чистая энергия

Уникальный полимер обновил рекорд КПД органических солнечных элементов

Китайские ученые разработали полимер, который серьезно повышает производительность органических фотоэлементов - технологии, которая пока проигрывала по КПД другим перспективным разработкам для получения энергии солнца.

Органические солнечные элементы привлекают внимание представителей науки и промышленности как многообещающая технология получения возобновляемой энергии. Одна из главных трудностей, однако, в том, что их КПД ниже, чем у конкурирующих фотоэлементов, например, из кремния или перовскитов, пишет EurekAlert.

Фотогальваническая производительность объемных гетеропереходных органических элементов определяется напряжением холостого хода, плотностью тока короткого замыкания и коэффициентом заполнения. Оптимальная эффективность требует соответствующей пары электрон — донор и электрон — акцептор в светопоглощающем слое, у которого должны быть дополнительные профили поглощения, отличная смешиваемость и подходящие уровни энергии молекулярных орбиталей.

В частности, для материалов типа электрон — донор уровень энергии высшей занятой молекулярной орбитали (ВЗМО) ценится гораздо больше, чем напряжение холостого хода. Однако, это может отрицательно сказаться на переносе заряда при сопряжении с акцепторами с низкими уровнями ВЗМО.

Совсем недавно ученые Технологического университета Южного Китая продемонстрировали беспрецедентный уровень производительности однопереходных органических фотоэлементов — 16%.

Этот примечательный КПД был достигнут на основе созданного исследователями полимера P2F-EHp, обладающего подходящим уровнем ВЗМО и способного формировать дополнительный профиль поглощения и оптимальную морфологию с недавно открытым не-фуллереновым акцептером. В частности, этот полимер обладает большим потенциалом в области высокопроизводительных органических солнечных элементов, убеждены ученые.  

Специалисты из другого вуза Китая предложили новый способ производства одной из разновидностей органических перовскитов — титаната бария. Он проще в производстве, легче и дешевле, а также не содержит токсичных примесей.