Ученые нашли способ повысить эффективность органических солнечных батарей выше 20%

Международная группа исследователей обнаружила скрытое ограничение, которое мешает органическим солнечным элементам становиться эффективнее. Новое открытие может помочь преодолеть важный рубеж в 20% КПД и приблизить такие панели к конкуренции с традиционными кремниевыми технологиями.

Ученые нашли способ повысить эффективность органических солнечных батарей выше 20%

Органические фотоэлектрические элементы давно рассматриваются как перспективная альтернатива классическим солнечным панелям. Они требуют меньше энергии при производстве, могут быть дешевле в изготовлении и открывают возможности для создания гибких и легких источников энергии. Однако по мере роста эффективности разработчики столкнулись с проблемой, которая годами ограничивала дальнейший прогресс.

Исследователи из Швеции, Германии и Института Пауля Друде в Берлине выяснили, что причиной этого ограничения является малоизученный механизм формирования свободных электрических зарядов внутри органического полупроводника. Оказалось, что при высоких показателях эффективности процесс сильно зависит от внутреннего электрического поля материала, что создает компромисс между напряжением и коэффициентом заполнения солнечного элемента.

С помощью компьютерного моделирования ученые установили, что ключевую роль играют время жизни экситонов — связанных пар электронов и дырок — а также энергия, выделяемая при переносе заряда. Увеличение времени существования этих состояний позволяет значительно снизить потери и повысить общую эффективность устройства.

Для проверки своей гипотезы команда разработала новые комбинации органических материалов и создала на их основе экспериментальные солнечные элементы. Полученные образцы продемонстрировали одновременно высокий коэффициент заполнения и высокую выходную мощность, подтвердив правильность предложенного подхода.

По словам авторов работы, результаты исследования формируют новые принципы проектирования органических солнечных батарей и могут стать важным шагом на пути к созданию более эффективных и коммерчески привлекательных фотоэлектрических технологий следующего поколения.

Читайте также

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Сверхзвуковой самолет NASA X-59 завершил 25 испытательных полетов

Сверхзвуковой самолет NASA X-59 завершил 25 испытательных полетов

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем