Физики из России выяснили, как правильно "причесать" солнечные батареи

© AP Photo / Mark LennihanСолнечные батареи на фоне Нью-ЙоркаСолнечные батареи на фоне Нью-Йорка
Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

МОСКВА, 5 июл – РИА Новости. Физики из МФТИ и зарубежных стран выяснили, как нужно правильно "поворачивать" хвосты молекул в органических солнечных батареях, что в разы повысит их КПД и позволит им конкурировать с кремниевыми панелями. Их выводы были представлены в Journal of Materials Chemistry.

Кристаллы перовскита, покрытые веществом FGT в представлении художника
Швейцарские физики создали сверхэффективные солнечные батареи
"Органические батареи не обязательно бывают плоскими – их можно наносить, к примеру, на черепичную крышу. Вдобавок, они могут оказаться более технологичными, чем их кремниевые конкуренты, так как процесс их производства имеет меньше стадий", — рассказывает Дмитрий Иванов из Московского физтеха в Долгопрудном, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Кремниевые солнечные батареи и многие их аналоги из других полупроводниковых материалов обладают достаточно низкой эффективностью – они преобразуют лишь небольшую долю энергии Солнца, около 7-15%, в электрический ток. Это, вкупе с высокой себестоимостью подобных генераторов электричества, является сегодня одной из главных проблем для их распространения в быту и промышленности.

Большинство неорганических светопоглощающих материалов обладают симметричной кристаллической структурой, что и позволяет электронам свободно течь в разные стороны. Ученые достаточно давно спорят, характерна ли подобная структура для органических солнечных батарей, обладающих еще более низким КПД, и можно ли ее как-то улучшить.

Структура солнечной батареи с наночастицами стекла
Физики из России создали нанолинзы для солнечных батарей

Иванов и его коллеги из России, Казахстана и Франции выяснили, как можно повысить эффективность таких преобразователей солнечной энергии в 2-3 раза, экспериментируя с светочувствительными полимерными материалами, чьи волокна были пропитаны соединениями фтора.

Относительно недавно, как отмечают ученые, их коллеги обнаружили, что добавление некоторого количества атомов фтора в органические солнечные батареи заметно повышает КПД их работы, однако причины этого оставались неизвестными. Как предполагали тогда физики, это связано с тем, что фтор заставляет нити полимеров выстраиваться в упорядоченные кристаллические структуры, однако они не понимали того, как именно это происходит.

Меняя длину "хвостов" полимерных молекул, а также положение атомов фтора, Иванов и его коллеги пытались раскрыть причины роста КПД и усилить этот эффект. Как оказалось, его сила зависела от длины углеводородных "хвостов", присоединенных к нитям полимеров – чем они были длиннее, тем сильнее фтор повышал эффективность их работы.

Так художник представил себе лучи ультрафиолета, рисующие транзисторы
Химики из МГУ разрабатывают основу для "органических компьютеров"

Более того, последующие опыты показали, что ключевую роль в росте КПД играл не фтор, а изменения в структуре сами нитей – увеличение или уменьшение длины "хвостов" гораздо сильнее влияло на работу всей батареи в целом, чем то, где и в каких количествах находился фтор.

Руководствуясь этими соображениями, авторы статьи смогли повысить КПД органических солнечных батарей почти в три раза, с 3,7% до 10,2%. Они по-прежнему уступают лучшим версиям кремниевых фотоэлементов, однако подобные успехи, как надеются ученые, говорят о том, что органические батареи скоро потеснят их на "Олимпе" зеленой электроэнергетики.

РИА Наука
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена