Как растворители влияют на структуру органической солнечной батареи

Управление смешиванием между акцептором и донорским слоем в солнечных батареях на полимерной основе способно повысить их эффективность.

Об этом сообщили физики из университета штата Северная Каролина. Их результаты проливают свет на внутреннюю работу солнечных батарей указанного типа и могут привести к дальнейшему повышению их эффективности.

Солнечные батареи на полимерной основе состоят из двух областей, известных как акцепторный и донорский слои. Экситоны, то есть энергетические частицы, созданные солнечными батареями, должны суметь быстро пройти оба слоя, чтобы источник энергии работал. Ученые полагали, что сохранение обоих слоев в чистоте является лучшей гарантией их эффективности и беспрепятственного прохождения экситонов, так, чтобы солнечные батареи могли захватить максимальное количество энергии.

Физик Гаральд Эйд с коллегами из Великобритании, Австралии и Китая исследовали производство солнечных батарей на полимерной основе. В результатах, опубликованных в изданиях Advanced Energy Materials и Advanced Materials, ученые показали, что некоторое смешение этих двух областей, возможно, не такая уж плохая идея. Фактически, если структура смешанных областей небольшая, солнечная батарея не утрачивает эффективность.

«Ранее мы установили, что указанные области в солнечных батареях вовсе не чисты. А потому мы исследовали то, как добавки повлияли на производство батарей. В процессе изготовления относительный уровень испарения растворителей и добавок определяет, как формируется активный слой, и как соединяются донор с акцептором. В идеале мы хотим, чтобы растворитель испарялся достаточно медленно, чтобы у материалов было время на разделение, а иначе слои становятся клейкими, и эффективность батарей падает. Мы использовали добавку, которая замедлила испарение. Она управляла смешиванием и размером области активного слоя, и смешиваемые порции были небольшими».

Эффективность смешанных слоев была превосходной, что привело к предположению, согласно которому смешивание донора и акцептора не является проблемой, пока области остаются маленькими.

„Мы ищем оптимальную смесь, и с точки зрения растворителей и добавок, которые мы можем использовать в целях производства солнечных батарей на полимерной основе, и с точки зрения физического смешивания областей и того, как это может повлиять на эффективность“, заключил Эйд.

05.10.2012