Дешевый и легкий: найден совершенно новый материал для солнечных панелей

Исследователи утверждают, что этот прорыв может позволить изготавливать солнечные элементы, используя только один недорогой и легкий компонент. Об этом пишет pv magazine.

Как объясняют ученые, в отличие от обычных органических полупроводников, которые имеют спаренные электроны, органические радикальные полупроводники содержат по меньшей мере один неспаренный электрон на молекулу, что придает им характер "открытой оболочки".

"В большинстве органических материалов электроны спарены и не взаимодействуют со своими соседями. Но в нашей системе, когда молекулы упаковываются вместе, взаимодействие между неспаренными электронами на соседних участках побуждает их поочередно выравниваться вверх и вниз — это признак поведения Мотта-Хаббарда", — рассказал ведущий автор исследования Бивен Ли.

По словам ученых, поведение Мотта-Хаббарда возникает в материалах, где электрон-электронное взаимодействие особенно сильное. В P3TTM каждую молекулу можно рассматривать как дом, содержащий один электрон. Когда свет возбуждает электрон, он может перепрыгнуть на соседнюю молекулу. Поглощая свет, один из этих электронов перемещается к ближайшему соседу, создавая положительные и отрицательные заряды, которые можно собрать как фототок.

Чтобы доказать это, команда изготовила экспериментальный солнечный элемент с использованием пленки P3TTM. При стандартном освещении он достиг почти единичной эффективности сбора заряда. Это означает, что почти каждый фотон света был преобразован в пригодный для использования электрический заряд.

Важно Солнечные панели приближают катастрофу в целой стране: чем они опасны

"В обычных молекулярных полупроводниковых солнечных элементах преобразования фотонов в заряд обычно происходит только на границе раздела между двумя материалами — один действует как донор электронов, другой как акцептор, что ограничивает общую эффективность. В противоположность этому, в этих новых материалах, после поглощения фотонов, энергия перемещает электрон от одной молекулы к идентичной соседней, создавая электрические заряды", — отметили авторы исследования.

Фокус также сообщал, что компания Nevados разработала шарнирные трекерные системы и программное обеспечение для цифрового проектирования, которые улучшают работу солнечных панелей, расположенных на рельефной местности.