Ученые предложили простой способ повышения КПД солнечных батарей

Одним из путей повышения эффективности полимерного солнечного элемента является такая настройка разности между самой высокой занятой орбитой (highest occupied molecular orbit, HOMO) акцептора и самой низкой незанятой орбитой полимера, чтобы экситон мог улавливаться с наименьшими потерями. Это обычно достигается добавлением атома фтора в молекулярную структуру полимера в результате сложного многоэтапного и дорогостоящего технологического процесса.

Группа исследователей из Китайской Академии Наук и Университета Северной Каролины (NC State) создала полимер, названный PBT-OP, простое изменение химической структуры которого давало снижение уровня HOMO, достаточное для роста напряжения разомкнутой цепи (солнечной батареи) на 36%. В процессе экспериментов эффективность преобразования энергии полимерной солнечной батареи была увеличена с 5,6 до 7,5% — более чем на треть.

«В данном случае, мы нашли простой химический путь изменения электронной структуры и совершенствования устройства, увеличивая захватываемую долю энергии света без изменения способностей материала поглощать, создавать и транспортировать энергию», — комментирует результаты Харальд Аде (Harald Ade) из NC State, один из авторов статьи, вышедшей в Advanced Materials.

Немаловажно, что PBT-OP также более прост в изготовлении, чем другие широко используемые полимеры.

Исследование осуществлялось при содействии Министерства Энергетики США и Министерства Науки и Технологии Китая.

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