Международная группа физиков разработала прототип экологически чистого фотоэлектрического преобразователя с использованием вкусового агента в качестве растворителя. Результаты работы представлены в журнале Chemistry of Materials.
Органические фотоэлементы широко используются в солнечной энергетике. Их преимущество заключается в малом весе, высоком коэффициенте пропускания и дешевизне. Сейчас их изготовление требует применения галогенсодержащих растворителей (хлорбензол, 1,8-дииодооктан) — эти соединения позволяют максимизировать коэффициент преобразования созданной ячейки. Но такие растворители опасны для окружающей среды, что ограничивает коммерциализацию солнечных батарей и отражается на их розничной стоимости.
В новом исследовании ученые из США и Китая рассмотрели возможность применения в качестве растворителя нетоксичных химических соединений. При изготовлении фотоэлемента они использовали о-Метиланизол (o-MA) — усилитель вкуса, который наряду, например, с этилмалтолом распространен в пищевой промышленности. Затем авторы изучили структуру созданного преобразователя с помощью мягкого и жесткого рентгеновского излучения. Анализ показал, что коэффициент преобразования фотоэлемента составляет около 8,4 процента с пленкой PBDT-TSR: PC71BM и 5,2 процента с пленкой PBDT-TS1: PPDIODT.
Подчеркивается, что для этих типов покрытия достигнутые показатели являются высокими. При этом подход позволяет изготавливать фотоэлементы при комнатной температуре и на открытом воздухе. Пленка, в частности PBDT-TSR: PC71BM, может быть нанесена на любую жесткую или эластичную основу посредством шаберной пластины. Благодаря простоте и высокой экологичности процесс совместим с серийным производством.
«Два ключевых требования к фотоэлементам: возможность изготовления в естественных условиях и безопасность для здоровья и окружающей среды. Надеемся, наше исследование поможет в разработке солнечных батарей, отвечающих этим критериям», — сообщил соавтор работы Лон Ие (Long Ye).
