Разработаны гибкие органические солнечные батареи — Naked Science
22.11.2018
4 минуты
Редакция
267

Разработаны гибкие органические солнечные батареи

Ученые создали солнечные батареи на основе органики, которые могут тянуться и гнуться.

solaar

Команда исследователей из Университета Райса, Общественного колледжа Хьюстона и Брукхейвенской национальной лаборатории разработали гибкие органические фотоэлектрические пластины, которые можно использовать для генерации постоянной энергии. Исследование опубликовано в журнале Chemistry of Materials.

 

Органические солнечные батареи состоят из материалов на основе углерода, включая полимеры, для накопления солнечного света и перевода его в ток. Эта органика тонкая, легкая, полупрозрачная и недорогая. Однако, в отличие от коммерческих солнечных батарей на основе кремния, имеющих около 22% эффективности, органика достигает максимума в 15% производительности.

 

«Эти устройства становятся все более эффективными, но важны и механические свойства. Если вы растягиваете или гнете что-либо, в активном слое появляются трещины, а устройство ломается, — говорит руководитель команды доктор Рафаэль Вердуско. — Один из подходов к решению проблемы хрупкости заключается в поиске полимеров или других органических полупроводников, достаточно гибких по своей природе, но мы сделали еще кое-что. Наша идея заключалась в том, чтобы использовать материалы, разработанные за последние 20 лет, с помощью которых можно улучшить их механические свойства».

 

Органические фотоэлектрические пластины обладают гибкостью, при этом не теряя в производительности / © Jeff Fitlow/Rice University

 

Доктор Вердуско и его коллеги смешали тиоленовые реагенты на основе серы. Молекулы смешались с полимерами и объединились друг с другом для гибкости. Было важно соблюдать точность, так как если бы тиолена было недостаточно, кристаллические полимеры были бы ломкими, а если слишком много — материал потерял бы в производительности. Команда обнаружила, что при 20% тиолена клетки сохраняют свою производительность и становятся гибкими. Затем материал надо было растянуть.

 

«Чистый P3HT (активный слой на основе политиофена. — Прим. ред.) ломается при натяжении в примерно 6%, — говорит Вердуско. — Когда мы добавили 10% тиолена, то могли растягивать его примерно до 14%. Примерно при 16% натяжения мы начинали замечать трещины по всему материалу».

 

При натяжении выше 30% материал отлично гнулся, но стал бесполезным в качестве солнечной батареи.

 

«Мы обнаружили, что где-то до 20% в фототоке практически нет потерь. Похоже, это именно то что нужно», — заключил доктор Вердуско.

Вчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Вчера, 14:50
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

Вчера, 15:16
4 минуты
Илья Ведмеденко

Успешные испытания подтвердили готовность аппарата к выполнению пилотируемых полетов к МКС: первый такой запуск в компании Илона Маска планируют провести во втором квартале 2020-го.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: