Сонячні панелі виробляють чисту енергію, але виробництво самих батарей далеко не екологічно чисте. Допомогти з цим може перехід на випуск фотопанелей з використанням органічних матеріалів, але до сих пір цьому заважав ряд технологічних проблем. Спільними зусиллями вчені зі швеції та китаю знайшли можливість «озеленити» виробництво сонячних елементів з «органіки», що дає надію на прорив у галузі.
Джерело зображення: olov planthaber / linköping university
В опублікованій у виданні nature energy статті дослідники розповіли про методи вирішення проблеми екологічно брудного виробництва сонячних елементів з органічних матеріалів. Головною проблемою було використання токсичних органічних розчинників з низькою температурою кипіння. Мало того, що вони були шкідливі для навколишнього середовища, так ще низька температура кипіння вела до надмірного випаровування розчину, що ставило хрест на економному виробництві.
Вчені з університету лінчепінга в швеції та університету сучжоу в китаї змогли підібрати молекулярні сполуки, які стали донорами певних молекул у складі нетоксичних органічних розчинників. Система донор-акцептор вирішила два завдання: дозволила задіяти в процесі безпечні розчинники і підвищила температуру кипіння розчинників. При цьому ккд отриманого сонячного елемента склав 17% – це майже на рівні ккд кращих лабораторних зразків фотоелементів з «шкідливих» розчинників, у яких ефективність дорівнює 18%.
Досі ккд фотоелементів, випущених з використанням безпечних органічних розчинників, був набагато нижче, як і страждала стійкість «зелених» фотопанелей в умовах експлуатації у зовнішньому середовищі (деградація відбувалася протягом 10 років). Новий техпроцес обіцяє підвищити стійкість дружніх до середовища фотопанелей до негоди і прямих сонячних променів і відкриває шлях до масштабного виробництва.
Додамо, запропоновані молекулярні сполуки також дозволили збільшити ефективну площу окремих фотоелементів. Інакше кажучи, дали можливість робити їх більше за площею не втрачаючи в ефективності. Це теж дозволить знизити вартість органічних сонячних панелей за рахунок зменшення кількості елементів у складі панелей.
