В Китае открыли революционный материал для солнечных панелей: как он изменит энергетику

Фотоэлектрический элемент на основе материала во время тестов в лаборатории достиг КПД в 21%, а его сертифицированный КПД достиг 20,8%, что стало новым рекордом по наивысшей сертифицированной эффективности в этой области. Исследование опубликовано в международном академическом журнале Nature Materials, передает информационное агентство Xinhua.

Органические солнечные элементы отличаются от неорганических легкостью, технологичностью и высокой механической гибкостью, что позволяет изготавливать сверхтонкие панели, которые сворачиваются в рулоны. Они подходят как для солнечных электростанций, встроенных в здания, так и для питания гибких устройств, в том числе и носимых на теле или одежде.

Органические элементы также обладают большим потенциалом для использования безвредных растворителей и биоразлагаемых материалов, что повышает экологическую безопасность во всем жизненном цикле: от производства до завершения переработки в будущем.

Главной проблемой является относительно низкая эффективность преобразования солнечной энергии в электричество. Как объяснила доцент Цай Юньхао, этот недостаток во многом зависит от катодного интерфейса. Традиционные однослойные материалы в большинстве своем обладают низкой проводимостью, сильной рекомбинацией зарядов и плохой морфологией тонкой пленки, что ограничивает возможности повышения эффективности и стабильности устройств.

Чтобы устранить проблемы, команда решила объединить органические и неорганические материалы. Они разработали новый метод, чтобы добиться функциональной взаимодополняемости и взаимного усиления. В итоге материал по своим характеристикам сильно превзошел однокомпонентные системы. Технология снизила количество дефектов, улучшила проводимость и однородность, тем самым оптимизировав эффективность извлечения и переноса заряда, а также улучшив перераспределение зарядов.

По словам Цай Юньхао, новый материал идеально подходит для создания гибких солнечных устройств, носимой электроники, "умных" тканей и портативных зарядных устройств. Благодаря стабильности работы и высокой прочности, он может использоваться для производства энергии в аэрокосмической отрасли, беспилотных летательных аппаратах и экстремальных условиях.

Тем временем Австралия сможет заменить китайские солнечные панели. Производитель Tindo Solar объявил о строительстве огромной фабрики, которая поможет удовлетворить спрос на технологию.