Международные ученые разобрались, почему органические солнечные батареи до сих пор работают хуже кремниевых, и нашли способ обойти это ограничение. По их оценке, это может помочь таким элементам выйти на эффективность выше 20% и приблизиться к обычным солнечным панелям. Исследование провели специалисты из Швеции, Германии и Института Пауля Друде.

Фото: Thomas Roese

Органические солнечные панели считаются перспективной технологией: они дешевле в производстве, проще в изготовлении и используют более доступные материалы. Но у них есть проблема — если повышать напряжение, то падает общий КПД. И наоборот: улучшая КПД, приходится жертвовать напряжением.

Ученые выяснили, что причина этого — в том, как ведут себя экситоны. Это «связанные пары» электронов и положительных зарядов, которые возникают, когда свет попадает в материал. Пока эти пары не разделятся, электрический ток нормально не формируется.

Оказалось, что ключевой фактор — как долго такие экситоны живут и сколько энергии теряется при их разделении. Если продлить их «время жизни», можно уменьшить потери и убрать главный конфликт между напряжением и эффективностью.

Чтобы проверить идею, исследователи создали новые материалы и собрали экспериментальные солнечные элементы. Они показали, что можно добиться одновременно и высокого напряжения, и хорошего КПД — без привычного компромисса.

Авторы работы считают, что это открытие может помочь создавать более эффективные и дешевые солнечные батареи нового поколения и ускорить их переход от лабораторий к реальному использованию.

iXBT прочитано 895 раз