Открытие делает органические солнечные элементы более эффективными и стабильными

Исследователи из Университета Åbo Akademi в Финляндии выявили и устранили ранее неизвестный механизм потерь в органических солнечных элементах, который делает их более эффективными и продлевает срок их службы. Полученные результаты дают новое представление о том, как в будущем можно повысить эффективность и стабильность работы.

Работа исследовательской группы органической электроники Университета Åbo Akademi проводилась в сотрудничестве с группой профессора Чанг-Ци Ма из Института нанотехнологий и нанобионики Сучжоу. В состав исследовательской группы из Университета Або Академи входят Рональд Остербака, Себастьян Вилкен и Оскар Сандберг.

Результаты опубликованы в издании Nature Photonics.

Исследование продемонстрировало выдающуюся эффективность более 18% в инвертированных по структуре солнечных элементах площадью 1 см2. Также был достигнут самый высокий на сегодняшний день срок службы органических солнечных элементов — 24 700 часов при освещении белым светом, что соответствует прогнозируемому сроку эксплуатации более 16 лет.

Органические фотоэлектрические элементы интересны с точки зрения коммерциализации, поскольку они легкие, гибкие и имеют энергоэффективный процесс производства. За последние пять лет эффективность преобразования энергии значительно возросла, и лучшие органические солнечные элементы, основанные на так называемой традиционной структуре, достигают в лабораторных условиях более 20%. Однако используемые материалы подвержены деградации при воздействии солнечного света и воздуха, и долгосрочная стабильность этих элементов все еще требует улучшения, чтобы сделать их широко доступными.

С точки зрения срока службы выгодно, чтобы верхний контактный слой солнечного элемента был изготовлен из наиболее прочного материала. Такие солнечные элементы с инвертированной структурой, или n-i-p, являются более стабильным вариантом, хотя их эффективность преобразования энергии все еще отстает от традиционных конструкций. Открытие исследователей показывает многообещающий способ улучшить как производительность, так и стабильность этих структурно-инвертированных органических солнечных элементов.

В ходе работы был обнаружен ранее неизвестный механизм потерь в органических солнечных элементах и способ его преодоления. Нижний контакт этих устройств, изготовленный из оксидов металлов, таких как оксид цинка, создает узкую область рекомбинации, что приводит к потере фототока. Нанесение на нижний контакт тонкого пассивирующего слоя нитрата оксида кремния (SiOxNy), обработанного растворителем, устраняет область рекомбинации, что приводит к повышению эффективности. Работа подчеркивает потенциал использования метода в крупномасштабном производстве эффективных и стабильных органических солнечных элементов.

Ранее ученые изобрели подводные солнечные батареи.

09.01.2025


Подписаться в Telegram



Энергия

От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир

Мир хранения энергии меняется благодаря кванто...

Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию
Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию

Превращение солнечной энергии в химическу...

Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров
Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров

Европейская комиссия дала зеленый свет огромно...

1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии
1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии

Стремление Китая использовать энергию звезд до...

Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму
Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму

Токамак SMART успешно произвел первую плазму, ...

В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20%
В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20%

Ученые Томского политехнического университета ...

Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии
Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии

Живая лаборатория по использованию тепла ...

JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей
JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей

Глобальная гонка за увеличение срока служ...

AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии
AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии

Батареи стали неотъемлемым компонентом совреме...

AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка
AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка

Перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все...

В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики
В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики

Новый метод производства материалов, которые м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
«Десятилетие науки и технологий»: волгоградские ученые получили премии и гранты
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор