Самособирающиеся наноматериалы открывают путь к более эффективным солнечным батареям

Специалисты Городского университета Нью-Йорка разработали новые материалы, открывающие путь к более эффективному и доступному способу сбора солнечной энергии.

Существующие методы использования солнечных лучей дороги и неэффективны. Теоретический КПД технологий ограничен 33%. Специалисты Центра перспективных научных исследований Городского университета Нью-Йорка разработали новые наноматериалы, позволяющие создать более эффективный и потенциально доступный способ сбора солнечной энергии, сообщает sciencedaily.com. Работа структур основана на синглетном делении. Процесс производит и продлевает жизнь пригодных для сбора сгенерированных светом электронов.

Исследование описано в Journal of Physical Chemistry. Предварительные результаты показывают, что материалы могут создавать более полезные заряды и повысить теоретическую эффективность солнечных батарей до 44%.

«Мы модифицировали некоторые молекулы в промышленных красках для создания самособирающихся структур, собирающих больше электронов и продлевающих их нахождение в возбужденном состоянии», — сказал ведущий автор работы, Эндрю Левин.

Исследователи соединили несколько версий распространенных пигментов – дикетопирролопиррол (ДПП) и рилен. В результате получилось 6 самособирающихся суперструктур, которые авторы изучили с помощью электронной микроскопии и спектроскопии. Выяснилось, что каждая комбинация имеет незначительные геометрические отличия, влияющие на возбужденные состояния красок, появление синглетного деления, увеличения поступления и срока жизни электронов.

«Проект предоставил нам библиотеку наноматериалов, которые можно изучать для сбора солнечной энергии, — сказал профессор Адам Брауншвейг, ведущий исследователь. – Наш метод объединения красителей в функциональные материалы, использующие самосборку, позволяет точно настраивать свойства структур и повышать их эффективность».

Эффект также может ускорить выход на рынок солнечных батарей, основанных на новых продуктах. Сейчас ученые разрабатывают молекулу рилена, способную принять электроны от ДПП после синглетного деления. В случае успеха новый материал будет запускать этот процесс и обеспечивать передачу заряда в солнечной батарее.