Сформулированы оптимальные принципы построения полимерных солнечных батарей
В обычных солнечных батареях используются большие, массивные, темные и непрозрачные кремниевые панели. Но ситуация вскоре может измениться, и не в последнюю очередь, благодаря работам исследовательского центра IK4-Ikerlan в Стране Басков. IK4-Ikerlan сотрудничает с европейским проектом X10D в поиске новых материалов для солнечных панелей, которые стоили бы меньше кремния при массовом производстве и обладали бы более высокой эффективностью преобразования энергии.
Сегодняшние ограничения в жесткости и непрозрачности солнечных панелей позволяют преодолеть органические технологии. Однако они, в свою очередь, страдают от собственных проблем: низкой эффективности и малой эксплуатационной долговечности. Целью нового исследования, поэтому, стал анализ возможностей и стратегий наиболее эффективного использования альтернативных материалов в коммерческих солнечных батареях.
Одним из результатов стало открытие, что примерно до шести квадратных сантиметров площадь солнечного элемента и выход энергии увеличиваются прямо пропорционально, однако, с дальнейшим ростом площади удельная эффективность панелей существенно ухудшается. Поэтому, для сохранения эффективности больших панелей, авторы работы рекомендуют изготовлять их из элементов меньшего размера, соединяющихся последовательно или параллельно на самой подложке.
Для формирования подобных межсоединений была разработана новая технология автоматической структуризации слоев между электродами. Она призвана заменить традиционные механические или лазерные методы, применение которых было сопряжено с риском повреждения подложки.
Для максимального увеличения использования солнечной энергии органическими фотоэлектрическими материалами, оптимальным, с точки зрения авторов, является применение тандемных структур из двух полимеров, поглощающих свет в разных участках солнечного спектра. Такие структуры из слоев разных полимеров, расположенных один над другим, должны соединяться параллельно или последовательно в массивы, причем многочисленные измерения указывают на предпочтительность, с точки зрения эффективности, последовательного подключения.
Себестоимость полимерных панелей обещает быть существенно ниже, чем у кремниевых, так как все необходимые вещества для них синтезируются в заводских условиях, а сырье для получения кремния приходится добывать.
В лабораториях IK4-Ikerlan ученые продолжают тестировать различные полимеры. Небольшие экспериментальные прототипы солнечных батарей исследуются ими для выявления материалов, обладающих оптимальным соотношением способностей поглощать солнечную энергию и использовать ее для получения электричества.
Источник: ko.com.ua
