Разработанный американскими учеными элемент с эффективностью 10% предназначен для применения в окнах и обещает эффективность, близкую к 15%. По словам создателей, элемент сохранил 80% своей эффективности после 1 900 часов работы при температуре 55 градусов Цельсия.
Группа исследователей из Мичиганского университета разработала органический солнечный элемент с прозрачностью 40% и эффективностью около 10%.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
Чтобы решить эту проблему, исследовательской группе необходимо было предотвратить попадание ультрафиолетовых фотонов на элемент, и для этого они поместили слой оксида цинка (ZnO) на лицевую сторону устройства. "Слой ZnO (толщиной около 30 нм) был нанесен на подложки методом спинового литья из раствора прекурсора ZnO, а затем термически отожжен при температуре 150 градусов Цельсия в течение 30 минут на воздухе", - пояснили ученые.
Этот слой способен проводить электроны, генерируемые солнечной энергией, к электроду, тем самым снимая проблему ультрафиолетовых фотонов, но в то же время он влияет на производительность самособирающегося монослоя, используемого в устройстве, поэтому в качестве буфера пришлось добавить слой углеродного материала под названием IC-SAM. Кроме того, на границах слоев переноса электронов и дырок был нанесен слой из фуллерена, известного как C70. "Для предотвращения химических и морфологических изменений на органических/неорганических интерфейсах со временем между объемным гетероконтактным и транспортирующим заряд слоями вставляются буферные слои для повышения стабильности контактного интерфейса", - пояснили ученые, отметив, что ячейка также была заключена в "перчаточный ящик", заполненный азотом сверхвысокой чистоты.
Солнечный элемент был протестирован в условиях интенсивности одного солнца с облучением AM1.5 G в течение 1900 часов при температуре 55 °С и потерял только 6% своей эффективности, что показывает, по словам американской группы, что устройство все еще может достичь эффективности 80% в конце срока службы, составляющего 30 лет.
Исследовательская группа считает, что эффективность ячейки может быть повышена до 15% при более высокой степени прозрачности, и что устройство может быть еще более усовершенствовано путем приготовления используемых материалов в виде жидкостей. "Наши результаты показывают, что солнечные элементы на основе NFA имеют потенциал для удовлетворения потребностей рынка в высокой надежности, в дополнение к их высокой эффективности и потенциально низкой стоимости производства", - заключили они.
Полное описание ячейки и метода ее изготовления можно найти в статье Non-fullerene acceptor organic photovoltaics with intrinsic operational lifetime over 30 years, опубликованной в журнале Nature Communications.
Прозрачный органический солнечный элемент был первоначально представлен в 2017 году, когда исследовательская группа заявила, что используемые материалы должны быть приспособлены к ультрафиолетовым и ближним инфракрасным длинам волн, которые перерабатываются в электричество в устройстве. "Высокопрозрачные солнечные элементы представляют собой волну будущего для новых солнечных применений", - сказал в то время исследователь Ричард Лант. "Мы проанализировали их потенциал и показали, что, собирая только невидимый свет, эти устройства могут обеспечить такой же потенциал генерации электроэнергии, как и солнечные батареи на крышах домов, при этом обеспечивая дополнительную функциональность для повышения эффективности зданий, автомобилей и мобильной электроники".
По оценкам группы, до 7 миллиардов квадратных метров стеклянной поверхности в США могут быть покрыты этим материалом, что позволит обеспечить 40% потребности в энергии в США. опубликовано econet.ru по материалам pv-magazine.com
Лучшие публикации в Telegram-канале Econet.ru. Подписывайтесь!
Подписывайтесь на наш аккаунт в INSTAGRAM!
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet
Источник: https://econet.ua/
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Добавить комментарий