Органические солнечные батареи - новое поколение солнечных элементов.

Производители уже достаточно длительное время применяют кремний для изготовления солнечных батарей, так как именно этот материал считается наиболее эффективным для преобразования УФ излучения в электричество. Новое понятие в науке – органические фотовольтаики, изготовленные из углерода и пластмассы, обещают в будущем подарить более дешевый способ производства электроэнергии. Проведенные исследования показывают, что органические вещества могут быть такими же эффективными, как и кремний.

Что такое органические солнечные элементы?

Термин «органический» относится к определению, которое означает, что в основе новых устройств будут лежать углеродосодержащие материалы, а не кремний. Так, солнечные панели (а у нас их можно, собственно, купить) квадратной или прямоугольной формы, с которыми многие их нас знакомы, требуют постоянного места установки. Это может быть крыша или другая плоская или наклонная поверхность.

Органические фотовольтаики изготавливаются из соединений, которые можно напечатать на тонких рулонах из пластика. Они могут изгибаться, скручиваться и моделироваться под разные виды поверхностей, и даже нашиваться на одежду.

Какова причина их возможного широкого применения

Как считается, данные разработки могут стать очень эффективными в ближайшем будущем.

На сейчас исследователи смогли достичь 15 % эффективности органических батарей, в сравнении с мировым рекордом кремниевой ячейки в 27,3 % достигнутом недавно. В будущем планируется достичь показателей 17-25 % для новых устройств.

Согласно оценкам, 15 % эффективность и 20-ти летний срок службы органического солнечного оборудования, позволит производить электроэнергию стоимостью менее 7 центов за киловатт в час. Для примера, еще в 2017 году средняя стоимость электроэнергии в США составляла 10,5 центов за киловат/час.

Что именно было сделано исследователями

Ранее, при работе с органическими материалами, было выяснено, что они имеют слабосвязанные молекулы, которые могут захватывать электроны и замедлять производство электроэнергии. Именно над этим вопросом работали ученые и в результате, нашли решение – объединение разных слоёв материалов по тандемному принципу.

Тандемная ячейка – это структурная единица, где объединены два слоя активных материалов, каждый из которых может поглощать световые волны разной длины. Это означает, что ультрафиолетовое излучение можно использовать с более широкими волновыми характеристиками, а значит, более эффективно. Как результат, данный подход может привести к увеличению объемов получаемого электротока.

Что ожидать от новых разработок

Гибкие печатные органические солнечные элементы предлагают широкий спектр возможностей. Так, они могут работать в помещении, где, благодаря полупрозрачности, есть возможность включать их в конструкцию окон на фасадах зданий. Таким образом, электричество будет генерироваться всё время в течении светового дня.

Подобное оборудование обладает большим потенциалом относительно их применения в зданиях. Имея лёгкий вес, конструкции могут развертываться на крышах домов, конструктивные особенности которых не позволяют устанавливать тяжёлые кремниевые батареи. Также их можно использовать на крышах автомобилей, одежде и даже очках, чтобы, например, заряжать мобильный телефон.