Ученые поставили под сомнение традиционный дизайн органических солнечных батарей

Исследователи из Уорикского университета отошли от общепринятого принципа производства органических солнечных батарей. Это поможет приблизить создание гибких устройств.

Батарея состоит из тонкой органической полупроводниковой пленки, зажатой между электродами. Они передают заряд из сердцевины во внешнюю цепь. Долгое время считалось, что вся поверхность электродов должна быть электропроводящей для максимальной эффективности. Ученые из Уорикского университета выяснили, что свойство требуется примерно 1% площади, сообщает sciencedaily.com. Открытие позволит использовать широкий спектр композитов в зоне контакта электродов и светособирающего органического слоя для повышения производительности и удешевления устройства.

Результаты исследования опубликованы в Advanced Functional Materials.

«Считается, что для максимальной эффективности органических солнечных батарей нужно максимально увеличить зону контакта электродов и полупроводников. Мы решили проверить достоверность убеждения», — сказал доктор Росс Хаттон.

Авторы создали модель электрода, на которой систематически меняли свойства поверхности. Оказалось, что можно изолировать до 99% площади, сохраняя производительность, свойственную полностью проводящему элементу.

Мощные органические батареи содержат дополнительные прозрачные слои в зоне контакта компонентов. Они нужны для оптимизации распределения света и повышения стабильности. Слои также должны передавать заряды на электроды. Этим требованиям соответствует мало материалов.

«Наше открытие показывает, что композитные изоляторы и проводящие наночастицы, вроде углеродных нанотрубок, графена или металла, можно использовать для этих целей. Так мы повысим производительность, удешевим устройство, — сказала доктор Динеша Дабера. – Органические батареи близки к выходу на рынок, но требуются дополнительные улучшения».

Такие устройства не содержат токсичных компонентов, производятся при низких температурах из рулонных материалов, имеют малый углеродный след и короткий срок энергетической окупаемости. Органические устройства могут гнуться, крепиться к конструкциям разной формы. Выводы авторов упростят изготовление таких органических батарей, давая производителям больший выбор материалов.