Самая мощная органическая солнечная панель показала срок службы 24 700 часов: детали

Группа из финского университета Abo Akademi достигла прогресса с инвертированными по структуре органическими солнечными элементами площадью 1 см² и эффективностью более 18%, пишет СМИ interestingengineering.com.

При облучении белым светом элементы продемонстрировали беспрецедентную долговечность в 24 700 часов. Это соответствует самому длительному сроку службы органических солнечных элементов, т.е. почти 16 лет.

Органические фотоэлектрические элементы привлекли внимание благодаря таким преимуществам, как легкость, гибкость и производство с использованием энергоэффективных процессов. КПД преобразования энергии органических солнечных панелей значительно возрос за последние 5 лет, а стандартные конструкции в настоящее время превышают 20% в лабораторных условиях. Несмотря на эти достижения, проблемы с ухудшением свойств материалов, вызванные воздействием воздуха и солнечного света, что влияет на долгосрочную стабильность, препятствуют их широкому использованию.

Исследователи рассматривали альтернативные конструкции, такие как структурно-инвертированные или n-i-p солнечные элементы, чтобы преодолеть эти трудности. Такие конструкции являются возможной альтернативой, поскольку они ставят долговечность на первое место, используя более стабильные материалы в самом верхнем контактном слое. Однако ученые утверждают, что их эффективность не дотягивает до эффективности традиционных конструкций.

Команда Abo Akademi выявила критическую проблему в структурно-инвертированных органических солнечных панелях: нижний контактный слой, часто изготавливаемый из оксидов металлов, таких как оксид цинка, создает узкую область рекомбинации. Это приводит к потере фототока, снижая общую эффективность элемента. Чтобы решить эту проблему, исследователи нанесли на нижний контакт тонкий слой обработанного растворителем оксида нитрата кремния (SiOxNy). Этот пассивирующий слой устранил область рекомбинации, значительно повысив как эффективность, так и стабильность.

Команда считает, что органические фотоэлектрические элементы имеют большой потенциал для устойчивых энергетических решений благодаря своей легкой и гибкой конструкции, а также энергоэффективному производству.

Достигнув рекордной эффективности и срока службы, это значительный шаг к тому, чтобы сделать органические солнечные батареи более практичным и надежным выбором для широкого использования.