Китайці створили дешевий органічний полімер для сонячних панелей

Досягнення ефективності 19,96% в органічних сонячних елементах завдяки дешевим полімерним матеріалам знаменує собою прорив у сфері зеленої енергетики.

Органічні сонячні елементи (ОСЕ) тривалий час не були привабливими для комерційного використання через високу вартість фотоактивних матеріалів. Нове дослідження команди професора Ченкай Суна з Університету Чженчжоу змінює ситуацію. Вони представили полімер PTQ15 з трифторметильною групою (CF?), який забезпечує високу ефективність при значно нижчих витратах. «Досягнуто вражаючу ефективність 19,96%, що є найвищим показником для ОСК на основі недорогих органічних фотоелектричних матеріалів», — зазначають автори.

Ціна виробництва PTQ15 становить лише 35 528 доларів за кілограм, що вшестеро дешевше за аналоги. Для порівняння, популярні полімери PM6 і D18 коштують понад 200 000 доларів за кілограм. Це дає можливість значно зменшити вартість кінцевої продукції. «Цей пристрій демонструє високу економічну ефективність з мінімальною стійкою ціною лише 0,36 долара за ват», — ідеться в дослідженні.

Ключова технологічна перевага — простий синтез у три-чотири етапи з виходом понад 80%, що робить масове виробництво реальним. Крім цього, ОСЕ з PTQ15 показали надшвидкий перенос заряду — лише за 1,40 пікосекунди. «Трикомпонентні ОСК на основі PTQ15 досягають перенесення заряду значно швидше, ніж їхні аналоги (14,54 та 10,17 пс)», — зазначають вчені. Втрати енергії мінімальні — лише 0,190 еВ.

ОСЕ на основі PTQ15 демонструють стабільну роботу навіть при обробці на відкритому повітрі, з ефективністю 19,37% при вологості 25%. Це критично важливо для промислового впровадження, адже спрощує процес виробництва. «Досягнуто рекордну ефективність 19,37% для ОСК, оброблених на відкритому повітрі», — підкреслюють автори. Це відкриває шлях до більш стійкої, дешевої і доступної сонячної енергетики.

Команда дослідників спільно з провідними науковими установами Китаю вже працює над новим рубежем — підвищенням ефективності ОСЕ понад 20%. Їхня мета — зробити органічні сонячні елементи не лише лабораторною цікавістю, а масовим джерелом енергії нового покоління.