| 0 |
|
Для получения энергии из солнечного света традиционно используются монтируемые на крышах устройства на основе дорогостоящего кремния. Пластиковая альтернатива обходится гораздо дешевле, но и намного менее эффективна – главным образом потому, что позитивные и негативные заряды в таком материале после разделения часто рекомбинируют и не успевают внести вклад в электрический ток.
«Современные пластиковые солнечные элементы не имеют четко выраженной структуры как у растений, потому что раньше мы не понимали, как ее создать, – рассказывает профессор химии UCLA, Сара Толберт (Sarah Tolbert). – Получив нужную структуру можно значительно улучшить сохранение энергии».
Под ее руководством команда из Калифорнийского университета установила, что, расположив компоненты солнечных панелей в конфигурации, напоминающей строение растительных систем, становится возможным сохранять разделение зарядов на протяжении нескольких недель, вместо миллионных долей секунды в современных фотоэлектрических панелях.
Изучение материала на микроскопическом уровне с помощью рентгеновских лучей Стэнфордского синхротронного источника SSRL позволило определить, какая структура наилучшим образом обеспечивает разделение зарядов. Результаты экспериментов изложены в статье для июньского выпуска журнала Science.
Разработанная в UCLA система состоит из нитей полимера, которые улавливают солнечный свет и передают электроны фуллерену – сферической молекуле из 60 атомов углерода.
Ученые нашли способ как упорядочить ориентацию полимерных волокон и расположение связанных с ними углеродных сфер (для обычного пластика характерна полностью хаотическая микроструктура). В итоге, некоторые сферы оказались спрятаны в гуще полимерных «спагетти», а другие остались на поверхности. Внутренние фуллерены собирают электроны из полимера и передают их внешним сферами, в которых те и сберегаются неделями.
Нужная конфигурация получается автоматически – самоорганизацией материалов в водной среде. Этим новый метод выгодно контрастирует с сегодняшними технологиями, использующими токсичные органические растворы.
Теперь исследователи работают над интеграцией новой технологии в реальные солнечные элементы.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
