Нефуллереновые органические фотоэлементы показали высокую эффективность

Прогресс в области солнечных элементов ограничивает относительно низкая диэлектрическая постоянная (εr) органических полупроводников, https://www.pv-magazine.com/2024/04/01/non-fullerene-organic... PV Magazine. Этот параметр измеряет относительную диэлектрическую проницаемость субстанции по отношению к вакууму и описывает способность материала удерживать электрический поток. Типичные неорганические полупроводники для фотоэлементов, такие как кремний и арсенид галлия, проявляют довольно высокую εr – около 12. У органических полупроводников этот параметр обычно равен 3-4.

Команда специалистов из Китая и США разработала нефуллереновую пленку особой конфигурации с диэлектрической постоянной, равной 5,04. При соединении с полимерным донором время переноса дырок сократилось с 10 до 5 пикосекунд.

Новый акцептор стал активным слоем в органическом фотоэлементе на подложке из оксида индия-олова. Изначально его эффективность составляла 18,4%, но после оптимизации акцептора она поднялась до 19%. Попутно возросла долгосрочная стабильность элемента.

В планах ученых – усовершенствовать молекулярную структуру таким образом, чтобы одновременно улучшить диэлектрическую постоянную и фотогальванической производительностью. Для достижения этих целей исследователи собираются модифицировать центральный компонент элемента и структуру алкильной боковой цепи.

Солнечные элементы обычно плоские, что максимально увеличивает площадь воздействия солнечного света, и лучше всего работают, когда солнечные лучи падают на них под углом 15–40 градусов. Новое исследование  https://hightech.plus/2024/02/25/solnechnie-elementi-iz-mnoz..., что создание крошечных куполов на поверхности органических солнечных элементов может повысить их эффективность на 36% и 66%, в зависимости от поляризации света.