- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

Калифорнийские химики придумали, как сделать высокоэффективные полимерные солнечные панели

image
Пример полимерных панелей

Химики из Калифорнийского университета предложили схему организации [1]полимерных солнечных батарей, которая повышает их эффективность. Система [2]позволяет сохранять накопленный заряд не микросекунды, как у обычных полимерных батарей, а в течение нескольких дней. Вдохновлялись учёные, конечно же, примером природы.

Фотосинтез – удивительный, сложный и высокоэффективный (в случае использования хлорофилл) процесс, благодаря которому на планете существует всё живое. Растения в ходе эволюции научились многоступенчатой технологии получения электрической энергии из фотонов. При этом строение растений таково, что электрон отделяется от получившей положительный заряд молекулы и остаётся разделённым с ней. В результате заряд сохраняется.

Инженеры пытаются заменить высокоэффективные и дорогие кремниевые панели дешёвыми полимерными [3], но у тех есть один изъян – их строение часто приводит к тому, что только что полученный электрон вновь воссоединяется с донором, что уменьшает коэффициент фотоэлектрического преобразования панелей. Типичный коэффициент у полимерных панелей [4] составляет порядка 5%, в то время как у кремниевых он достигает 25%, а у многослойных структур из различных материалов даже превышает 30%.

Раньше инженеры не знали, как придать полимерным панелям более эффективную структуру. Стандартные полимерные панели напоминают хорошо перемешанное месиво из длинных спагетти–полимерных молекул, и фрикаделек–фуллеренов. Полимеры выступают в роли доноров, передавая электроны акцепторам-фуллеренам, но те часто «перескакивают» обратно, не задерживаясь на акцепторах.

Калифорнийские химики придумали, как сделать высокоэффективные полимерные солнечные панели - 2
Макаронный монстр понимает, о чём идёт речь

Теперь же калифорнийские химики предложили нужный способ навести в структуре порядок. В изготовленных по их способу панелях аккуратные комочки полимерного спагетти содержат внутри себя несколько фрикаделек-фуллеренов, в то время как другие фуллерены окружают эти комочки снаружи. Электрон сначала попадает к внутренним фуллеренам, от которых переходит к наружным, где он может находиться связанным несколько дней и даже недель. А это сильно повышает эффективность панелей.

При этом для сборки таких панелей не требуются токсичные растворы – они могут собираться в обычной воде. А процесс сборки сильно упрощён – достаточно, по утверждению химиков, просто «бросить все подготовленные материалы в воду, и они соберутся в нужную структуру сами». Теперь химики работают над процессом изготовления реальных солнечных панелей на основе этой технологии.

Автор: SLY_G

Источник [5]


Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/e-nergiya-i-e-lementy-pitaniya/92503

Ссылки в тексте:

[1] предложили схему организации : http://phys.org/news/2015-06-chemists-technology-solar-energy-storage.html

[2] Система : http://www.sciencemag.org/content/348/6241/1340

[3] дешёвыми полимерными: http://geektimes.ru/post/202650/

[4] Типичный коэффициент у полимерных панелей : https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_батарея#.D0.AD.D1.84.D1.84.D0.B5.D0.BA.D1.82.D0.B8.D0.B2.D0.BD.D0.BE.D1.81.D1.82.D1.8C_.D1.84.D0.BE.D1.82.D0.BE.D1.8D.D0.BB.D0.B5.D0.BC.D0.B5.D0.BD.D1.82.D0.BE.D0.B2_.D0.B8_.D0.BC.D0.BE.D0.B4.D1.83.D0.BB.D0.B5.D0.B9

[5] Источник: http://geektimes.ru/post/252280/