Неупорядоченность молекулярных структур увеличивает КПД пластиковых солнечных элементов

Десятилетиями ученые пытаются построить гибкий пластиковый солнечный элемент, который будет достаточно эффективен, чтобы конкурировать с обычными клетками из кремния. Для повышения КПД они пытались разрабатывать новые полимеры, увеличивающие прохождение электричества через элемент, а также выстроить молекулярную структуру имеющихся гибких пластиков аналогично кристаллической решетке кремния, однако, эти все попытки не увенчались большим успехом.

Но недавно ученые обнаружили, что именно беспорядок на молекулярном уровне может существенно повысить эффективность использования полимеров в солнечных элементах. А сейчас исследователи из Стэнфордского университета дали объяснение этому удивительному результату. Их выводы, опубликованные в последнем интернет-издании Nature Materials, помогут ускорить развитие недорогих, коммерчески доступных пластиковых солнечных батарей.

В своем исследовании команда ученых из Стэнфорда сосредоточилась на классе органических материалов, известных как сопряженные или полупроводниковые полимеры – это цепочки атомов углерода, которые имеют свойства пластика, а также способны поглощать солнечный свет и проводить электричество. Эти полимеры были разработаны более 40 лет назад и считаются идеальными кандидатами для ультратонких солнечных элементов, светоизлучающих диодов и транзисторов – они имеют малый вес и могут быть изготовлены при комнатной температуре на печатном оборудовании. Но из-за плохой подвижности электронов в молекулах, большинство полупроводниковых пластиков имеют очень низкий выход мощности.

Однако, ученые обратили внимание на то, что разработанные некоторыми лабораториями полимеры, которые имели наиболее неупорядоченную молекулярную структуру, отличались высокой подвижностью электронов. С помощью рентгенографического анализа они определили, что структура таких материалов состоит из многочисленных мелких кристаллов, которые были соединены в длинные полимерные цепи, как бусинки в ожерелье. Именно небольшие размеры кристаллов стали решающим фактором в улучшении общей производительности, считают ученые.

В конце нашей публикации, уважаемые читатели, представляем вашему вниманию лазерный нивелир, который предлагает интернет-магазин инструментов и оборудования BAUMARKET. Магазин BAUMARKET – это удобный и эффективный инструмент выгодных покупок как профессионалами, кто использует инструмент ежедневно, так и домашними мастерами, для кого качественный инструмент является частью любимого дела. Для получения более подробной информации посетите сайт baumarket.com.ua.

Click here to preview your posts with PRO themes ››

{social}