Ультрафиолетовый свет вредит органическим солнечным батареям

21:16, 04 Дек, 2019
Евгения Комарова

Исследователи из Университета Канадзавы подробно изучили молекулярные механизмы, разрушающие органические солнечные батареи под действием света. Проект поможет в разработке следующего поколения дешевых и более эффективных устройств.

Традиционно солнечные батареи были слишком маломощными или дорогими для установки на домах. Новый класс устройств использует слои углеродных полимеров, обеспечивающих эффективность до 10% — минимальная планка для практического применения, по доступной цене. Но распространению фотоэлектрических систем мешает короткий срок службы. Накапливающиеся повреждения, вызванные действием солнечного света, ухудшают производительность. Из-за многослойности сложно определить механизмы в основе деградации. Ученые из Университета Канадзавы ответили на этот вопрос, сообщает sciencedaily.com. Выводы исследования представлены в Organic Electronics.

Специалисты использовали кривые напряжения тока, импедансную спектроскопию и оптическую спектрофотометрию для определения важного фактора, способного снижать производительность. Механизм повреждения напоминает процесс обгорания после дня на пляже. Хрупкие органические молекулы в полупроводниковом слое страдают от действия света.

«Мы обнаружили, что повреждения от ультрафиолетовых лучей усиливают электрическое сопротивление в органических структурах, — отмечает первый автор, Макото Каракава. – В результате ослабевает ток и падает общая эффективность».

Использовав время-пролетную матрично-активированую лазерную десорбцию/ионизацию, специалисты определили потенциальные продукты распада, появляющиеся за счет солнечного повреждения. Когда некоторые атомы серы в материале заменяются кислородом из атмосферы, молекулы перестают функционировать должным образом.

«Новые органические полупроводники позволили значительно повысить производительность. Но мы обнаружили их уязвимость для УФ-лучей», — сказал старший автор, Кохшин Такахаши.

Результаты помогут разработать более прочные устройства с высоким КПД. Это позволит увеличить долю солнечной энергии в секторе возобновляемых источников.

Поделитесь этой новостью
Комментарии (0)

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *