Vijesti iz industrije

Unutarnja struktura polimernih materijala utječe na učinkovitost solarnih ćelija

2018-07-30
Prema EurekAlert!, Znanstvenoj platformi za razmjenu vijesti Američke udruge za unapređenje znanosti (AAAS), međunarodni tim znanstvenika iz materijala iz Francuske, Rusije i Kazahstana otkrio je da je unutarnja struktura polimera dobro naručena i može učiniti organsku solarne ćelije. Učinkovitost je uvelike poboljšana. Ova najnovija studija objavljena je u časopisu Journal of Materials Chemistry A.

Solarni paneli i baterije su dva najzahtjevnija metoda proizvodnje električne energije u budućnosti. Od 2017. godine solarni paneli instalirani širom svijeta imaju ukupnu proizvodnju energije od 400 GW. Brz razvoj solarne industrije oslanja se uglavnom na kontinuirano smanjenje cijena baterija i kontinuirano poboljšanje njegove učinkovitosti.

Uvođenje novih materijala je jedan od načina za poboljšanje solarnih sustava. U solarnim pločama osnovne komponente potrebne za pretvaranje svjetlosne energije u električnu energiju su fotonaponske ćelije ili solarne ćelije, koje se prvenstveno sastoje od polikristalnog silicija, polikristalnog silikona visoke čistoće. Razumljivo je da su znanstvenici zaokupljeni alternativnim materijalima za polisilicij, a organski polimerni materijali s fotonaponskim svojstvima su među glavnim kandidatima.

Istraživači kažu kako dodavanje atoma fluora u polimere može povećati učinkovitost solarnih ćelija. Ova metoda, poznata kao fluoriranje, pokazala se da poboljšava polimerne fotonaponske performanse, ali načela su manje poznata. Nova studija pojašnjava pozitivan utjecaj fluora na učinkovitost baterije promjenom unutarnje strukture materijala.

Nakon mnogih pokusa, istraživački tim odabrao je organske polimerne materijale s boljim fotonaponskim svojstvima i dalje proučavao njihovu mikrostrukturu. Nakon rendgenske analize ustanovljeno je da je unutarnja struktura polimera više naručena. Istovremeno, njegovi nosači molekularnih naboja imaju bolju fluidnost, čime materijal omogućuje bolje strujanje električne energije. Za solarne ćelije, to je svakako velika prednost.

Jedan od istraživača, profesor Dimitri Ivanov, voditelj Laboratorija za funkcionalne organske kompozite na Moskovskom institutu za fiziku i tehnologiju i direktor francuskog Nacionalnog centra za znanstvena istraživanja, rekao je: "Izazov ovog istraživanja je odabir molekula koje poboljšati učinkovitost baterije. Razina energije i razvoj supramolekularnih struktura koje omogućuju transport naboja na elektrode. "