Китайські вчені розробили полімерні сонячні елементи з ефективністю 19,1% та рекордною стабільністю

Дослідники з Уханського університету технологій (Китай) створили полімерні сонячні елементи з коефіцієнтом перетворення енергії 19,1% та виключно високою довгостроковою стабільністю.

Ключовою перевагою розробки вважають збереження 97% початкових характеристик після 2 000 годин роботи на відкритому повітрі. Екстрапольований ресурс пристрою перевищує 100 000 годин, що робить його одним із найдовговічніших органічних фотоелементів у своєму класі.

У чому суть технології?

Полімерні сонячні елементи гнучкі й мають легку вагу. Їх виробляють методом нанесення розчину, що значно зменшує собівартість. Однак до цього часу їх комерційне застосування гальмувалося через недостатню стабільність та порівняно низьку ефективність.

Дослідники з'ясували, що основна причина деградації — слабкі хімічні зв'язки у структурі акцептора, які руйнуються під дією світла. Щоб подолати цю проблему, вчені додали до полімерної матриці дрібномолекулярні приєднуючі компоненти. Це рішення одночасно зменшило переплутування полімерних ланцюгів, покращило впорядкованість молекулярного пакування та підвищило як фотохімічну, так і термічну стабільність матеріалу.

Така стратегія дозволила одночасно сформувати ефективні шляхи для транспортування зарядів та зменшити вільний об'єм у фотоактивному шарі.

Перспективи полімерних сонячних панелей для сонячної енергетики

Розробники вважають, що їхні результати відкривають шлях до створення комерційно привабливих органічних фотовольтаїчних матеріалів та архітектур пристроїв.

Гнучкі сонячні елементи на основі цієї технології потенційно можуть застосовуватися у розподілених системах відновлюваної енергетики. Наприклад, інтегруватися у будівлі, одяг або портативну електроніку.

Розробка є черговим кроком на шляху до комерціалізації органічної фотовольтаїки, яка може стати важливим доповненням до традиційних кремнієвих сонячних панелей у майбутній енергетичній інфраструктурі.