Разработаны гибкие органические солнечные батареи — Naked Science
4 минуты
Редакция

Разработаны гибкие органические солнечные батареи

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

solaar
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
3 часа назад
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Вчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

3 часа назад
4 минуты
Сергей Васильев

Считается, что система HR 6819 включает две звезды и черную дыру — ближайшую к Солнцу. Однако новые наблюдения показывают, что, скорее всего, черной дыры здесь нет.

Вчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

Позавчера, 18:46
4 минуты
Денис Гордеев

Исследователи рассказали, где безопаснее всего сидеть и что может снизить вероятность заражения при встрече с друзьями.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[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: