Organinių fotoelementų (OFE) šviesai jautrūs komponentai yra iš polimerų ir mažų molekulių. Tokius elementus lengva gaminti, jie labai ploni ir lankstūs. Tačiau jų efektyvumas vis dar gerokai nusileidžia įprastiniams silicio variantams. Pridėję alavo oksido sluoksnį, fizikai iš Nyderlandų sukūrė OFE, kurių naudingo veikimo koeficientas viršijo 17 ％, o tai didžiausias tokio tipo medžiagų rodiklis.
Perovskitinis fotoelementas © National Physical Laboratory
OFE gaminami iš plonų, skirtingų savybių medžiagų sluoksnių, kurie patalpinami ant pagrindo. Svarbiausias – šviesai jautrus sluoksnis, kuriame šviesos energija verčiama į elektros krūvį ir atskiria elektronus nuo skylių, o taip pat užveriantis ir transporto sluoksnis, kuris selektyviai nukreipia elektronus link elektrodo.
„OFE transportinis sluoksnis dažniausiai gaminamas iš skaidraus ir elektrai laidaus cinko oksido, ir dedamas po aktyviu sluoksniu, – sakė vienas iš tyrėjų Davidas Garcia Romero. – Cinko oksidas reaktyvesnis už alavo oksidą, todėl pastarasis turėtų suteikti didesnį stabilumą“.
Nors alavo oksidas savo aukštą potencialą pademonstravo jau ir anksčiau, nebuvo optimalaus būdo kaip jį paversti tinkamu transportiniu OFE sluoksniu. Groningeno universiteto mokslininkai panaudojo atomų sluoksnio nusodinimo metodą, kuriuo galima išauginti aukštos kokybės sluoksnį, kuris tinka gaminti OFE rulonus, rašo „Science Daily“.
Bandymai parodė, kad OFE su atomų storio alavo oksido sluoksniu efektyvumas siekia 17,2 ％. Svarbus fotoelemento parametras, užpildymo koeficientas, pasiekė 79 ％, o tai rekordiškai daug tokio tipo struktūroms.
Negana to, optines ir struktūrines alavo oksido sluoksnio charakteristikas galima derinti, keičiant medžiagos uždėjimo temperatūrą. Maksimalus NVK pasiektas elementuose, kurių transportinis sluoksnis uždėtas 140℃ temperatūroje.
Tyrėjai įsitikinę, kad naujojo OFE rodikliai — puikus atskaitos taškas tolesniam puikių mechaninių savybių ir skaidrių įtaisų vystymui.
Organiniai fotoelementai — perspektyvi ir ekonomiška technologija išgauti saulės energiją. Tačiau jos našumą riboja dėl krūvio nešiklių rekombinacijos krentantis energijos konvertavimo lygis. Tyrėjai iš Kinijos rado sprendimą, sukūrę naują projektavimo strategiją, kuri sėkmingai sumažino NVK mažėjimą ir leido pasiekti rekordinį efektyvumą.
hightech.plus
