Солнечные батареи, дешевые как краска

Сегодня для получения солнечной энергии применяются массивные поликристаллические кремниевые пластины или тонкопленочные ячейки из неорганических материалов, таких как аморфный кремний или теллурид кадмия. Оба варианта сложны в производстве и установке и отличаются высокой себестоимостью.

Одно из альтернативных решений, над которым работают в университете Баффало (UB), предполагает использование органических фотоэлектриков, усовершенствованных с помощью плазмонных технологий (плазмоны — это колебания плотности электронов на поверхности металлов или полупроводников).

В обычном виде органические солнечные батареи состоят из тонкой пленки полимеров и небольших молекул на базе углерода и пока не достигают уровня эффективности коммерческих солнечных батарей, однако менее дороги. Кроме того, они изготавливаются в жидком виде, и поэтому удобны для применения на всевозможных, в том числе гибких, поверхностях.

В силу своей относительно плохой электронной проводимости органические фотоячейки должны делаться очень тонкими, но малая толщина уменьшает поглощение света и ведет к недостаточной эффективности преобразования солнечной энергии.

Разрабатываемая сотрудниками UB методика заключается во внедрении в полимерный материал фотоячеек металлических наночастиц и/или периодических (одно- и двумерных) плазмонных наноструктур. Как утверждают авторы статьи, опубликованной на страницах майского номера Advanced Materials, такой подход позволит в итоге довести кпд преобразования органических ячеек до коммерчески приемлемого уровня в 10% и более, сделав солнечные технологии доступными для всех и столь же простыми и дешевыми как краска.

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