Новости химической науки > Созданы высокоэффективные органические солнечные элементы

Использование полимеров для превращения солнечной энергии в электрическую станет эффективнее благодаря открытию, сделанному в Центре Полимерных и Органических Твердых Тел Университета Калифорния.

Нобелевский лауреат Алан Хигер (Alan Heeger) совместно с Кванги Ли (Kwanghee Lee) из Кореи разработали новые «тандемные» солнечные элементы с повышенной эффективностью.

Схема солнечного элемента и структуры органических материалов, использовавшихся при его изготовлении. (Рисунок: Science)

Тандемные ячейки состоят из двух многослойных частей, работающих сообща для сбора солнечного излучения в широком спектральном диапазоне – как в области коротких, так и длинных волн. Хигер отмечает, что эффективность новых ячеек составляет 6.5% и представляет собой наивысшую в настоящее время эффективность для солнечных элементов на основе органических материалов. Нобелевский лауреат уверен как в возможности дальнейшего повышения эффективности солнечных элементов, так и в том, что новая технология выйдет на рынок уже в течение трех ближайших лет.

Тандемные солнечные элементы, в которых две ячейки солнечного элемента со способностью поглощать свет из различных областей спектра связаны друг с другом с помощью объемных гетеропереходных материалов, как, например, полупроводящие полимеры и производные фуллерена.

Отдельные ячейки соединены между собой слоями прозрачного оксида титана, представляющего собой ключевой момент для увеличения эффективности многослойной системы. Оксид титана способствует переносу электронов и является собирающим слоем первой солнечной ячейки. Помимо этого слой оксида титана играет роль стабильной основы, на которой надстраивается вторая ячейка, завершая строительство тандемного солнечного элемента.

Хигер получил Нобелевскую Премию в 2000 году совместно с Аланом МакДиармидом (Alan MacDiarmid) и Хидеки Шикаравой (Hideki Shirakawa) за “открытие и разработку токопроводящих полимеров”. В тандемных солнечных элементах, разработанных Хигером, используются те же полупроводящие полимеры, что и послужили основанием для присуждения Нобелевской Премии.

Источник: Science, 2007, 317, 222

метки статьи: #новые материалы, #органическая химия, #физическая химия, #химическая технология