Органические полимеры показали солнечный потенциал

Новая версия солнечных батарей может способствовать исследованию нового класса устройств солнечной энергии.

Новинка создана в лабораториях университета Райса и Пенсильванского университета.

Фотогальванические устройства, созданные химиком Рафаэлем Вердаццо и химиком Энрике Гомесом, основаны на блок-сополимерах — самосборных органических материалах, которые самостоятельно распределяются слоями.

Открытие опубликовано в издании Nano Letters.

Пока коммерческие солнечные батареи на основе кремния обращают в электричество примерно 20% света, а экспериментальные устройства — до 25%, ячейки на основе полимеров способны значительно сократить стоимость солнечной энергии. Хотя они обладают всего 3%-ной эффективностью, это уже значительно лучше, чем удавалось достичь другим лабораториям.

«В таких батареях два важных компонента: один для электронов, а другой для положительных зарядов», сказал Вердаццо. Нестабильность между двумя слоями, вызванная входом энергии — солнечного света — генерирует полезный ток.

С середины 1980-х исследователи экспериментировали с укладкой или смешиванием полимерных компонентов с ограниченным успехом. Позже смеси полимеров/фуллеренов достигли и превысили 10%-ную эффективность, но с фуллеренами — в данном случае с бакиболами C-60 — трудно работать.

Ученые обнаружили блок-сополимер P3HT-b-PFTBT, который делится на группы примерно 16 нанометров шириной. Еще более любопытной стала естественная тенденция полимеров формировать группы перпендикулярно стеклу. Сополимер был создан в присутствии верхнего слоя из стекла/оксида индия олова при скромной температуре 165 градусов по Цельсию.

На бумаге, теоретически блок-сополимеры — отличные кандидаты в составляющие органических солнечных батарей, но никому не удавалось добиться с ними фотогальванической эффективности“, сказал Вердаццо. „Мы в идее блок-сополимеров не разочаровались и изготовили солнечные батареи в правильных условиях“.

Тайны, с ними связанные, пока остались. „Не совсем понятно, почему сополимер организуется на электродах перпендикулярно к поверхности“, сказал ученый. „Мы полагаем, что оба полимера хотят контактировать с покрытым оксидом индия олова стеклом. У нас есть мысли, что вызывает подобную ориентацию, но это только гипотезы“.

Исследователи намерены экспериментировать с другими блок-сополимерами и учиться управлять их структурами, чтобы увеличить способность солнечной батареи улавливать фотоны и превращать их в электричество. Как только удастся добиться более высокой эффективности, ученые рассмотрят их долгосрочное использование.

30.05.2013


Подписаться в Telegram



Энергия

JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа

Фотокаталитическое выделение водорода из ...

Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов

Учёные Института физики Казанского федеральног...

IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей

Исследователи из Национальной лаборатории...

Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%

Группа исследователей впервые продемонстрирова...

JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года

Ветряная электростанция, проработав менее двух...

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент

Не зря авиакомпании не разрешают сда...

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Учёные МИСИС и ИФХЭ РАН разработали быстрый и дешёвый метод получения вольфрама
Учёные МИСИС и ИФХЭ РАН разработали быстрый и дешёвый метод получения вольфрама
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
На российском рынке труда — дефицит инженеров и конструкторов на производстве
На российском рынке труда — дефицит инженеров и конструкторов на производстве
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
Казанские ученые выяснили, что русский язык позитивнее английского
Казанские ученые выяснили, что русский язык позитивнее английского
AIChE Journal: Инженеры исследуют расширение интеллекта для большей безопасности
AIChE Journal: Инженеры исследуют расширение интеллекта для большей безопасности
Оценка мозга при деменции и инсульте также предсказывает депрессию в конце жизни
Оценка мозга при деменции и инсульте также предсказывает депрессию в конце жизни
Science Advances: Ученые научились предсказывать водородное охрупчивание
Science Advances: Ученые научились предсказывать водородное охрупчивание

Новости компаний, релизы

U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред
Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Биохимики СПбГУ выяснили, что гипоксия плода в сочетании со стрессом матери может приводить к никотиновой зависимости
В России начинает работу фонд для нуждающихся в сложном высокотехнологичном лечении