Новые высокоэффективные органические фотоэлементы

Новые высокоэффективные органические фотоэлементыУченые разрабатывают высокоэффективные органические фотоэлементы в качестве альтернативы традиционным кремниевым фотоэлементам

Важный шаг в сторону создания более эффективных фотоэлементов сделали ученые Университета имени Фридриха — Александра в Эрлангене и Нюрнберге (FAU) под руководством докторанта FAU Николы Гаспарини на кафедре материаловедения.

Исследователям удалось повысить так называемый коэффициент заполнения*, который описывает эффективность фотоэлемента, до 77%, тем самым повысив светоотдачу. Свои результаты ученые опубликовали в журнале Nature Energy.

«Поскольку эффективность органических фотоэлементов пропорциональна коэффициенту заполнения*, наша цель состояла в том, чтобы увеличить коэффициент заполнения и выйти за пределы ранее обычной светоотдачи,» объясняет Никола Гаспарини. Основная цель заключается в разработке органических фотоэлементов для солнечной энергетики в качестве конкурентоспособной альтернативы ископаемым энергоносителям для замены обычных кремниевых фотоэлементов.

До сих пор коэффициент заполнения, который описывает качество или эффективность фотоэлемента, был, однако, относительно неисследованным. Чем ближе коэффициент заполнения приближается к 100%, тем выше эффективность фотоэлемента. «Мы достигли 77%. Это очень высокое значение. Аналогичный коэффициент полезного действия ранее достигался только при работе с кремниевыми фотоэлементами «.

Органические фотоэлементы также превращают солнечный свет в электричество, как и кремниевые фотоэлементы. Но по сравнению с кремниевыми фотоэлементами, которые часто встречаются в солнечных электростанциях на крышах зданий, существуют органические фотоэлементы на основе специальных полупроводниковых полимеров, а также на так называемых фуллеренах, основанных на углероде молекулах-наносферах, которые выглядят как футбольный мяч.

Для того, чтобы увеличить поглощение света в органических фотоэлементах, Никола Гаспарини и его коллеги с факультета электроники и энергетических технологий профессора доктора Кристофа Брабека разработали новое сочетание нескольких полимеров. С их помощью происходит полное поглощение солнечного света. Благодаря комбинации материалов исследователям в первый раз удалось не только достичь полного поглощения света, но и снизить потери.

Эти высокоэффективные органические фотоэлементы открывают новые рынки, особенно в автомобильной и аэрокосмической промышленности, в которых высокая эффективность и снижение веса играют важную роль.

*(Коэффициент заполнения вольтамперной характеристики фотоэлемента — это отношение реальной мощности (Vpmax x Ipmax) к гипотетической мощности Voc x Isc. Этот коэффициент является одним из основных параметров, по которому можно судить о качестве фотоэлемента. Типичные качественные серийно выпускаемые фотоэлементы имеют коэффициент заполнения вольтамперной характеристики > 0.70. – примечание переводчика)

Источник: http://www.sonnenseite.com/de/wissenschaft/wissenschaftler-entwickeln-hocheffiziente-organische-solarzellen-als-alternative-zu-herkoemmlichen-siliziumzellen.html?utm_source=dlvr.it&utm_medium=facebook

Написать нам