Команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала полупрозрачные органические солнечные элементы, которые не только продемонстрировали долговечность в выработке энергии, но и положительно проявили себя в аграрных экспериментах. Это поможет найти компромисс между растущими потребностями в солнечных фермах и сельском хозяйстве.
Учёные начали с органических солнечных элементов из углеродных материалов, которые могут быть превращены в прозрачные, гибкие материалы. Но их недостатком была быстрая разлагаемость на солнце, поэтому команда добавила слой химического вещества L-глутатиона, чтобы предотвратить окисление и разрушение органических материалов. После 1000-часового испытания солнечных элементов с защитным слоем у них сохранилось свыше 84% от первоначальной эффективности, в то время как вторая группа, лишённая защиты, сохранила лишь 20%.
Далее исследователи покрыли этими гибридными солнечными элементами теплицы, где выращивалась пшеница, бобы мунг и брокколи. Для сравнительного эксперимента часть растений оставили под неорганическими солнечными элементами. Органические продемонстрировали эффективность преобразования энергии в 13,5% и пропускали 21,5% видимого света, что оказалось эффективнее традиционных панелей. Команда объяснила это тем, что слой L-глутатиона блокировал излишки ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, которые могут повредить растениям.
«На самом деле чрезмерное пребывание на солнце может принести больше вреда, чем пользы, особенно в таких климатических условиях, как калифорнийские, где солнечного света больше», — сказал Йепин Чжао, ведущий автор исследования.