Блочные сополимеры оказались перспективным материалом для солнечных батарей

В проекте, руководимом химическими инженерами Рафаэлем Вердуско (Rafael Verduzco) из Университета Райса (штат Вашингтон) и Энрике Гомесом (Enrique Gomez) из Университета штата Пенсильвания (Penn State), получены фотоэлектрические устройства на базе самоорганизующихся блочных сополимеров, превосходящие по рабочим характеристикам другие солнечные батареи с полимерами в качестве активных элементов.

Подробная информация об этом достижении была представлена в онлайновом журнале Nano Letters Американского Химического Общества.

Коммерческие кремниевые солнечные батареи превращают в электричество около 20% падающего на них света, а лучшие экспериментальные образцы – до 25%. Тем не менее, инженеры во все мире активно работают над совершенствованием полимерных фотоячеек – значительно менее эффективных, но обещающих, в перспективе, существенно снизить себестоимость солнечной энергии.

Кпд прототипов, созданных в вышеупомянутом межуниверситетском проекте, достигает примерно 3%, что является отличным результатом в свете достижений других лабораторий, работающих с полимерными компаундами.

Блочный сополимер P3HT-b-PFTBT, открытый в лаборатории Райса, имеет свойство формировать полосы шириной 16 нм, которые ориентированы перпендикулярно стеклянной основе. Он образуется над слоем ITO (indium tin oxide) при сравнительно невысокой температуре 165°C. Полимерные волокна протягиваются от ITO до другого электрода – слоя алюминия – создавая путь для прохождения электронов.

Остается неясно, почему сополимер выстраивает себя перпендикулярно электродам. Авторы предполагают, что оба, входящих в его состав полимера, таким образом, стремятся оставаться в контакте со слоем ITO на стекле. Для подтверждения своей гипотезы они планируют провести эксперименты с другими сополимерами, в ходе которых надеются также улучшить способность ячеек захватывать фотоны и превращать в электричество.

«Мы ориентируемся, в первую очередь, на производительность: если она не достигает приемлемого уровня, нет смысла улучшать другие показатели, такие как стабильность, – сообщил Вердуско. – Герметизировать солнечный элемент, чтобы предотвратить его повреждение водой или воздухом, достаточно легко, но обеспечить защиту от долговременной деградации под действием ультрафиолетового излучения – нетривиальная задача».

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI