Органическая фотовольтаика привлекает внимание благодаря своим уникальным свойствам: легкости, гибкости и энергоэффективному процессу производства. За последние годы эффективность преобразования энергии в таких элементах значительно выросла, и лучшие образцы на основе традиционных структур достигли более 20% в лабораторных условиях. Однако основным препятствием остается деградация материалов под воздействием солнечного света и воздуха, что сокращает срок службы элементов.
Исследования показали впечатляющую эффективность – свыше 18% – в структурно-инвертированных солнечных элементах площадью 1 см². Кроме того, было установлено рекордное время жизни органических солнечных батарей – 24 700 часов при освещении белым светом, что эквивалентно примерно 16 годам эксплуатации.
Одним из важных выводов исследования стало выявление нового механизма потерь в органических солнечных элементах. Оказалось, что нижний контакт, выполненный из оксидов металлов, таких как оксид цинка, формирует узкую зону рекомбинации, что ведет к потерям фототока. Исследователи нашли способ устранить эту проблему путем нанесения тонкого слоя нитрата оксида кремния (SiOxNy) на нижний контакт. Эта мера устраняет зону рекомбинации и повышает общую эффективность элемента.
Результаты этого исследования открывают новые перспективы для развития органической фотовольтаики. Использование предложенного метода в промышленном масштабе позволит создавать эффективные и долговечные солнечные элементы, способные конкурировать с существующими технологиями. Работа была выполнена совместно с группой профессора Чанг-Ци Ма из Института нанотехнологий и нанобионики Сучжоу, а членами исследовательской группы из Университета Або Академии были Рональд Остербак, Себастьян Вилкен и Оскар Сандберг.
Эти достижения демонстрируют огромный потенциал органических солнечных элементов и приближают нас к созданию экологически чистых и экономически выгодных источников возобновляемой энергии.
Источник: https://www.eenewseurope.com/en/new-discovery-makes-organic-solar-cells-more-efficient-and-stable/
