Игорь Молд предлагает Вам запомнить сайт «Наука и техника»
Вы хотите запомнить сайт «Наука и техника»?
Да Нет
×
Прогноз погоды

Новейшие разработки, этапы развития техники. Достижения и история в науке и технике.

Блог
НАСА хочет найти тысячи пригодных для жизни планет
Игорь Молд 14 июл, 12:01
+1 1
9 необъяснимых явлений, которые пока не по зубам современной науке
Игорь Молд 16 июл, 14:52
+6 6
Читать

Российские химики повысили эффективность солнечных батарей при помощи фтора

развернуть

Российские химики повысили эффективность солнечных батарей при помощи фтора

Специалисты Московского физико-технического института совместно с зарубежными коллегами показали, что упорядоченные структуры на основе органических молекул могут стать основой для солнечных батарей нового поколения. Используя такие структуры, учёные нашли способ повысить эффективность органических фотопреобразователей в несколько раз.

Солнечные батареи или, корректнее, фотоэлектрические преобразователи – на сегодня одно из самых перспективных направлений в энергетике. Так, суммарная мощность батарей, смонтированных по всему миру только за 2017 год, составила 400 гигаватт: больше, чем мощность всех российских электростанций. Солнечная отрасль переживает беспрецедентно бурный рост, и ключевую роль в этом играет удешевление батарей вместе с ростом их эффективности.

Современные фотоэлектрические преобразователи в массе своей используют поликристаллический кремний, но учёные работают и над альтернативными вариантами. Одна из возможных замен кремнию – органические соединения, особые полимеры с фотоэлектрическими свойствами.

В научной статье, опубликованной в издании Journal of Materials Chemistry A, команда описала один из способов повысить эффективность органических фотопреобразователей при помощи добавления к полимеру атомов фтора. Ранее полученные данные указывали, что фторированные молекулы образуют упорядоченную структуру и это существенно улучшает фотоэлектрические свойства материала, но полного понимания сути этого процесса у химиков не было.

Экспериментируя с модификациями исходных молекул, международный коллектив учёных смог добиться роста эффективности образцов с 3,7 до 10,2%. Это всё ещё меньше показателей хороших коммерческих солнечных батарей, однако столь значительное увеличение КПД заставляет всерьёз отнестись к новому материалу: такими темпами он может и перегнать сегодняшних фаворитов.

На молекулярном уровне использованный полимер представляет собой цепочку из звеньев довольно сложной конфигурации. Каждое звено включало несколько гетероциклов с серой (замкнутые пятиугольники из четырёх атомов углерода и одного атома серы), а также боковые углеводородные цепочки, имеющие разветвлённую структуру (как показано на иллюстрации ниже).

Российские химики повысили эффективность солнечных батарей при помощи фтора

Варьируя длину боковых цепей и наличие атомов фтора, исследователи обнаружили, что удачная комбинация отличается в несколько раз большей эффективностью и большим выдаваемым током. На микроскопическом уровне молекулы "удачного" вещества формировали более упорядоченные стопки (это было показано при помощи рентгеноструктурного анализа) и отличались большей подвижностью носителей заряда. Последняя связана с электрической проводимостью, которая, очевидно, должна быть у солнечной батареи достаточно высокой.

“Для оптимизации эффективности органической солнечной батареи необходимо было не только правильно подобрать молекулярные энергетические уровни донора и акцептора, но и создать соответствующую надмолекулярную структуру, облегчающую перенос зарядов на электроды”, – уточняет профессор Дмитрий Иванов, заведующий лабораторией функциональных органических и гибридных материалов МФТИ, директор исследований Национального Научного Центра Франции.

Исследователь указал, что органические солнечные батареи могут оказаться более технологичными: процесс производства имеет меньше стадий по сравнению с традиционными кремниевыми фотопреобразователями, хорошо поглощающее свет вещество можно наносить гораздо более тонким слоем, а сами батареи теперь необязательно делать плоскими.

“Органические батареи можно наносить, к примеру, на черепичную крышу”, – пояснил Дмитрий Иванов.

Напомним, что о других альтернативных источниках энергии и технологиях по их улучшению можно прочитать в нашей специальной рубрике.

https://www.vesti.ru/doc.html?id=3035289


Ключевые слова: главная, новость
Опубликовал Игорь Молд , 06.07.2018 в 11:41

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
sem1946 balakay
sem1946 balakay 6 июля, в 12:33 Осталось одно, от слов к делу. Текст скрыт развернуть
2
Показать новые комментарии
Показаны все комментарии: 1
Комментарии Facebook
Свежее
Казус Григория Перельмана
Игорь Молд 16 июн, 11:51
+54 39
Ученые нашли на дне океана то, что разрушит все древние мифы
Игорь Молд 5 дек 17, 14:56
+89 28
Обнаружен невидимый щит, окружающий Землю, но исследователи не понимают, как он появился
Белка Затейница (Шелл) 19 авг 17, 12:55
+86 84
О советском космонавте, ставшем "робинзоном", починившем американский Шаттл и попавшем в кино
Игорь Молд 4 фев 17, 18:40
+70 14
Загадочный текст, скрытый в ДНК человека
Игорь Молд 19 янв 17, 11:32
+80 102
Очередной невероятный прорыв в области хранения информации. Русские изобретения
Игорь Молд 22 ноя 16, 13:01
+61 26
Удивительное открытие русских ученых объясняет многие «паранормальные» явления
Игорь Молд 19 ноя 16, 18:24
+135 57
Плавучие АЭС — цена оправдана! Россия готовит «сюрприз» для мирового рынка
Игорь Молд 5 ноя 16, 20:26
+112 33
Энергия будущего: что придет на смену нефти - изобретатель из России создал уникальный ветряк
Игорь Молд 16 окт 16, 15:51
+119 74
Всё, что вам говорили о динозаврах, было неправдой
Игорь Молд 11 окт 16, 15:34
+77 61

Последние комментарии

Серж Орлов
Может свою сберечь, чем на чужбину лететь.
Серж Орлов НАСА хочет найти тысячи пригодных для жизни планет
Yvan
Фотолюб
Владимир Акулов