Флуоресцентное будущее солнечных батарей

Для некоторых солнечных батарей будущее может быть флуоресцентным. Ученые из Йельского Университета (Yale University) улучшили способность многообещающего класса солнечных батарей поглощать свет и конвертировать его в электричество добавлением флуоресцентного органического красителя в один из слоев батареи. Этот краситель (squaraine dye) повысил поглощение света и производство электронов, улучшив преобразование света в энергию. Результаты исследования открывают новый метод для улучшения дешевых, высокоэффективных фотоэлектрических панелей.

«Люди могут применить наш подход в проектировании передовых высокоэффективных солнечных панелей», говорит André D. Taylor, глава исследования, доцент химии и окружающей среды в Йельском Университете.

Солнечные панели являются возобновляемой энергетической технологией для прямой конвертации света в электричество. Исследование проводилось с использованием полимерных солнечных батарей, имеющих низкую стоимость, малый вес, большую площадь и механическую упругость. Основной недостаток батарей такого типа – неэффективность – около 50% всего поглощенного света составляют потери энергии при конвертации фотонов в электричество. Это обусловлено тем, что их полимерные сети образуют недостаточно линейную структуру на наноуровне, что мешает выходу энергии.

Посредством внедрения флуоресцентного красителя в полимерные солнечные панели, которые основаны на хорошо известном биохимическом механизме резонансного переноса энергии Ферстера (Förster resonance energy transfer (FRET) - прим. FacePla.net), исследователи достигли 38% увеличения в эффективности конвертации энергии.

В этом типе батарей, гетеропереходных полимерных панелях, значительные объемы энергии могут перемещаться от одной молекулы к другой на большие расстояния. Краситель, как высокоэффективный абсорбент в инфракрасном диапазоне, расширяет спектральное поглощение солнечных элементов и повышает передачу электроэнергии.

В сравнении с традиционными полимерными солнечными батареями, новый подход позволяет разным, поглощающим свет, материалам работать совместно и ведет к хорошо организованным полимерным сетям без какой-либо нужды в пост-обработке.

«Наша стратегия одновременно решает ряд проблем», говорит ведущий автор исследования Jing-Shun Huang. «Стратегически объединив разные материалы с высокими показателями поглощения солнечной энергии, мы продемонстрировали высокоэффективные солнечные батареи».