`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Хаотичность структуры улучшает эффективность полимерных солнечных ячеек

0 
 

Хаотичность структуры улучшает эффективность полимерных солнечных ячеек

Работа исследователей из Стэнфордского университета, представленная в онлайновом издании журнала Nature Materials, впервые дает объяснение – почему неупорядоченность на молекулярном уровне улучшает эффективность полимерных солнечных батарей. Их выводы смогут позволить ускорить появление недорогих, коммерчески доступных пластиковых солнечных элементов.

В отличие от кремния, полимеры не склонны к формированию больших кристаллов с правильной регулярной структурой. Приняв это как постулат, адъюнкт-профессор материаловедения из Стэнфорда Альберто Саллео (Alberto Salleo) вместе с коллегами, постарался найти способ извлечь пользу из естественной, неструктурированной природы пластика.

Они сосредоточились в своей работе на открытом почти 40 лет назад классе органических материалов, известном как полупроводниковые полимеры. Это цепочки углеродных атомов, обладающие свойствами пластика, но также способные поглощать солнечный свет и проводить электричество. За исключением основного недостатка – плохой мобильности электронов – полупроводниковые полимеры обладают всеми качествами, необходимыми для создания идеальных солнечных батарей. Они дешевы, имеют малую массу и могут изготовляться при комнатной температуре методом струйной печати.

На протяжении двух десятилетий различные ученые безуспешно пытались улучшить мобильность носителей зарядов, создавая жесткие полимеры с более упорядоченным расположением атомов. В ряде экспериментов случайно были получены материалы с хаотической структурой, но очень высокой мобильностью. До сих пор эти результаты не могли найти убедительного объяснения.

Коллектив Стэнфорда подверг образцы таких полимеров рентгеновскому анализу с применением источника синхротронной радиации SLAC. Выявленная структура напоминала отпечатки пальцев или переплетение спагетти, причем, эти полимерные цепочки, как бусы, унизывали мельчайшие, беспорядочно ориентированными кристаллы длиной всего несколько молекул каждый.

Небольшой размер кристаллов, как утверждает Саллео, и является фактором, критичным для высокой мобильности зарядов. Это позволяет электронам быстро проходить через один кристалл и перескакивать на следующий. Таким образом, длинные полимерные цепочки осуществляют скоростной транспорт зарядов через материал. Соответственно, данный механизм объясняет, почему у полимеров с более крупными, но не соединенными между собой кристаллами мобильность оказывается намного хуже.

«Вооруженные новым пониманием химики смогут целенаправленно синтезировать полимеры с оптимальными фотоэлектрическими свойствами», – считает Саллео.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT