Органічна сонячна панель перетворює 20% світла на електрику: як вона працює

Вчені з Університету Канзасу (США) здійснили прорив у галузі органічних напівпровідників, створивши більш ефективні та універсальні сонячні панелі на основі карбону, пише Advanced Materials.

Карбонові органічні фотоелементи коштуватимуть дешевше, ніж звичайні сонячні батареї. А ще їхнім плюсом стане відсутність потреби в установці. Річ у тім, що технологія являє собою рідкий розчин, яким можна покривати фасад будівель. Органічні панелі поглинають світлові хвилі певних довжин, тому вони можуть бути різних кольорів, що, до того ж, робить їх чудовим елементом дизайну.

Як відомо, сонячні батареї на основі кремнію тільки максимум 25% уловлюваного ними сонячного світла переробляють на електрику. Органічні фотоелементи мають значно нижчий показник — 12%. Щоб розв'язати цю проблему, вчені застосували нефулеренові акцептори (NFA), — особливий вид матеріалів, що дав змогу підвищити ККД до 20%. Це вдалося завдяки тому, що збуджені електрони в NFA, за певних умов, отримують енергію із зовні, а не втрачають її.

Зазвичай збуджені електрони втрачають енергію, спрямовуючи її назовні, а тут стався зворотний процес на квантовому рівні та в поєднанні з другим законом термодинаміки — квантова поведінка змінила напрямок теплового потоку. Зворотний тепловий потік дав можливість нейтральним ексітонам отримувати тепло з навколишнього середовища і дисоціювати на пару позитивних і негативних зарядів, які, своєю чергою, генерували електричний струм.

Раніше ми писали, що кулі зі скла генерують енергію Сонця і Місяця. Сфери наповнені водою, що підсилює сонячне проміння більш ніж у 10 000 разів. Це дає змогу отримувати енергію не тільки Сонця (навіть у похмурі дні), а й Місяця.

Писали також, що вертикальні сонячні панелі генерують більше енергії, ніж звичайні. Вертикальні двосторонні фотоелементи з відбивачами добре працюють у похмурі дні, на світанку і заході сонця, і навіть взимку.