Для органических солнечных батарей разработали новый тип квантовых точек

18:00, 26 Ноя, 2019
Евгения Комарова

Ученые из Канады и Южной Кореи создали новые гибридные коллоидные квантовые точки (ККТ), поглощающие фотоны инфракрасного и видимого света. Структуры значительно повысят эффективность органических солнечных батарей.

Исследование было проведено специалистами из Университета Торонто и Корейского института перспективных научных исследований и технологий (KAIST), сообщает techxplore.com. Ученые уже некоторое время пытаются объединить ККТ, наночастицы, собирающие инфракрасные фотоны, с органическими хромофорами, компонентами молекул, дающими им цвет и поглощающими видимый свет. Но эффективность устройств на основе таких структур не превышала 10% из-за химического несоответствия компонентов.

Канадско-корейская команда создала гибридную архитектуру, преодолевающую ограничения за счет внедрения малых молекул. Получившиеся солнечные батареи показали значительную эффективность, сохранявшуюся в течении длительных периодов непрерывной работы.

Выводы исследования опубликованы в Nature Energy.

«Первой сложностью стало объединение ККТ и органических молекул с сохранением светопоглощающих характеристик», — сказал Се-Вунг Бэк, один из авторов.

На проект ученых вдохновило исследование Национальной лаборатории Беркли, проведенное почти 20 лет назад. Оно показало потенциал использования полупроводниковых наностержней и полимеров при производстве гибридных солнечных батарей. Но получавшиеся гибридные структуры уступали по эффективности аналогам, на основе только ККТ. Команда Бэка решила найти способ преодолеть возникающие ограничения.

«Наша структура обеспечивает высокую эффективность сбора света за счет дополнительного органического слоя. Его изнанка имеет сильный коэффициент поглощения, ККТ обеспечивают широкополосное поглощение возле лицевой стороны, — объяснил специалист. – Получившиеся солнечные батареи позволяют программировать фотореакцию квантовых точек, меняя размер и объединяя их с подходящими органическими молекулами».

Абсорбционная полоса предложенной конструкции достигла 1100 нм. На следующих стадиях ученые планируют адаптировать структуру для создания альтернативных гибридных архитектур, дополнительно увеличивающих параметр.

«Продукт можно соединить с перовскитными солнечными батареями, добавив им 15% эффективности», — сказал Бэк.

Поделитесь этой новостью
Комментарии (0)

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *