28.06.2017, 13:15
Российские учёные разработали перспективные материалы для пластиковых солнечных батарей
ОРЕАНДА-НОВОСТИ. Научные сотрудники Института проблем химической физики РАН разработали высокоэффективные и стабильные тонкоплёночные солнечные батареи на основе органических полупроводниковых материалов: сопряжённых полимеров и производных фуллеренов.
Исследования, поддержанные грантом Российского научного фонда, опубликованы в журналах Journal of Materials Chemistry A, Solar Energy Materials and Solar Cells и Advanced Energy Materials.
Органические солнечные батареи обещают совершить революцию в мировой энергетике: стоимость энергии, получаемой путём преобразования солнечного света, станет ниже, чем цена за электроэнергию, производимую путём сжигания ископаемого топлива.
На сегодняшний день более 80% энергии во всем мире производится за счёт сжигания нефти, газа и угля. Во-первых, это приводит к серьёзному загрязнению окружающей среды. Во-вторых, менее чем за два последних столетия человечество исчерпало более половины доступных запасов нефти, которые формировались на протяжении миллионов лет.
Основной задачей учёных по всему миру является повышение эффективности преобразования солнечного света. Однако при этом очень мало внимания уделяется стабильности разрабатываемых материалов и солнечных батарей на их основе. В рамках проекта РНФ российские ученые занимаются разработкой новых фотоактивных материалов, обладающих в первую очередь высокой фотохимической и термической стабильностью, а также оптимальными свойствами для их эффективного использования в органических солнечных батареях.
«Солнечный свет является перспективным экологически чистым и доступным источником энергии. Годовое энергопотребление всего человечества оценивается примерно в 20 ТВт в год, в то время как Солнце ежегодно дает Земле ~105 ТВт. Поэтому Солнце можно считать практически неисчерпаемым источником энергии для нужд современного общества. Солнечные батареи на основе органических полупроводниковых материалов привлекают значительное внимание исследователей и инновационных предприятий из-за своей легкости, низкой стоимости, гибкости и простоты изготовления с использованием высокоэффективных печатных рулонных технологий», – рассказал руководитель гранта РНФ, кандидат химических наук Павел Трошин.
В своей работе учёные создали новую группу сопряжённых полимеров для органических солнечных батарей. Они показали, что использование нерегулярных сополимеров, мономерные звенья в которых располагаются хаотично в основной цепи, позволяет достигать существенно лучших оптоэлектронных характеристик по сравнению с полимерами регулярного строения, где звенья в цепи чередуются в строго определённом порядке. На основе разработанных полимеров были изготовлены органические солнечные батареи с коэффициентом полезного действия более 7%, что является одним из лучших мировых результатов для устройств площадью более 1 см2. Кроме того, изготовленные солнечные элементы показали хорошую эксплуатационную стабильность.
Исследования, поддержанные грантом Российского научного фонда, опубликованы в журналах Journal of Materials Chemistry A, Solar Energy Materials and Solar Cells и Advanced Energy Materials.
Органические солнечные батареи обещают совершить революцию в мировой энергетике: стоимость энергии, получаемой путём преобразования солнечного света, станет ниже, чем цена за электроэнергию, производимую путём сжигания ископаемого топлива.
На сегодняшний день более 80% энергии во всем мире производится за счёт сжигания нефти, газа и угля. Во-первых, это приводит к серьёзному загрязнению окружающей среды. Во-вторых, менее чем за два последних столетия человечество исчерпало более половины доступных запасов нефти, которые формировались на протяжении миллионов лет.
Основной задачей учёных по всему миру является повышение эффективности преобразования солнечного света. Однако при этом очень мало внимания уделяется стабильности разрабатываемых материалов и солнечных батарей на их основе. В рамках проекта РНФ российские ученые занимаются разработкой новых фотоактивных материалов, обладающих в первую очередь высокой фотохимической и термической стабильностью, а также оптимальными свойствами для их эффективного использования в органических солнечных батареях.
«Солнечный свет является перспективным экологически чистым и доступным источником энергии. Годовое энергопотребление всего человечества оценивается примерно в 20 ТВт в год, в то время как Солнце ежегодно дает Земле ~105 ТВт. Поэтому Солнце можно считать практически неисчерпаемым источником энергии для нужд современного общества. Солнечные батареи на основе органических полупроводниковых материалов привлекают значительное внимание исследователей и инновационных предприятий из-за своей легкости, низкой стоимости, гибкости и простоты изготовления с использованием высокоэффективных печатных рулонных технологий», – рассказал руководитель гранта РНФ, кандидат химических наук Павел Трошин.
В своей работе учёные создали новую группу сопряжённых полимеров для органических солнечных батарей. Они показали, что использование нерегулярных сополимеров, мономерные звенья в которых располагаются хаотично в основной цепи, позволяет достигать существенно лучших оптоэлектронных характеристик по сравнению с полимерами регулярного строения, где звенья в цепи чередуются в строго определённом порядке. На основе разработанных полимеров были изготовлены органические солнечные батареи с коэффициентом полезного действия более 7%, что является одним из лучших мировых результатов для устройств площадью более 1 см2. Кроме того, изготовленные солнечные элементы показали хорошую эксплуатационную стабильность.
Комментарии