Рекордная эффективность для прозрачных солнечных элементов прототип из органического полупроводникового материала достигает относительно высокой эффективности
Анн-Арбор (США) - органические солнечные элементы преобразуют гораздо меньше солнечного света в электрический ток, чем зрелые солнечные элементы из кремния. Тем не менее, несмотря на более низкую эффективность, они могут предложить одно существенное преимущество: прозрачность. Теперь американские ученые разработали прозрачный солнечный элемент, который пропускает почти половину солнечного света и преобразует восемь процентов в электричество. Как отмечают исследователи в журнале „Proceedings of the National Academy of Sciences“ сообщают, подходят такие фотоэлементы особенно для больших оконных поверхностей из многоэтажных офисных зданий.
Для своих органических солнечных элементов Стивен Форрест и его коллеги из Мичиганского университета в Анн – Арборе искали световые активные органические молекулы с особыми требованиями: во – первых, они должны пропускать как можно больше света в видимом спектральном диапазоне тонким слоем чуть менее 100 нанометров. С другой стороны, считалось, что в основном инфракрасная доля солнечного света поглощается и используется для получения электроэнергии. Эти свойства объединяла сложная органическая молекула, состоящая из четырех групп тиофена и двух Циклопентадиенов, а также бензольного кольца.
Из этого материала исследователи изготовили первые прототипы солнечных клеток, которые также были оснащены прозрачными и электропроводящими слоями оксида олова Индия в качестве электродов. Она пропускала 43,3 процента солнечного света и преобразовала 8,1 процента в электрический ток. Второй вариант, который вместо оксида олова Индия использовал тонкий слой серебра в качестве электрода, даже достиг КПД 10,8 при прозрачности 45,8 процента. Однако этот солнечный элемент был слабо окрашен в зеленоватый цвет.
"Окна идеально подходят для органических солнечных элементов, которые сочетают высокую эффективность с высокой прозрачностью в видимом спектральном диапазоне“, - говорит Стивен Форрест. В серийном производстве они могут быть очень хорошо интегрированы между слоями стекла двойного или тройного остекления. Однако до этого в дальнейших попытках считается, что длительный срок службы световых, органических молекул не менее десяти лет. Именно для офисных многоэтажек такие солнечные окна предлагаются. Потому что они уже сегодня оснащены слегка окрашенными окнами, чтобы избежать чрезмерного нагрева интерьеров.