Раньше такое считалось невозможным: новая технология резко изменит солнечные панели
Солнечные панели можно сделать более легкими и полностью изготовить из нового материала. Почти сто лет физики утверждали, что это сделать невозможно.
Новую технологию открыли исследователи Кембриджского университета, сообщает interestingengineering.com. Команда пронаблюдала за мощным механизмом сбора света, который долгое время считался свойственным только неорганическим материалам (оксидам металлов).
Как оказалось, механизм успешно функционировал и в простой светящейся органической полупроводниковой молекуле P3TTM. "Мы пишем новую главу в учебнике, показывая, что органические материалы способны генерировать заряды самостоятельно", – заявил автор исследования, профессор Хуго Бронштейн.
Исследование сосредоточено на уникальной молекуле – спин-радикальном органическом полупроводнике. В ядре молекулы находится один неспаренный электрон, что и обуславливает уникальные электронные и магнитные свойства. Ключ к открытию кроется в том, как взаимодействуют молекулы.
Специалисты создали солнечный элемент, используя пленку молекулы P3TTM. Воздействие света на устройство привело к впечатляющей скорости преобразования, достигнув "эффективности сбора заряда, близкой к единице".
Коэффициент преобразования показывает, что почти все поглощенные фотоны были преобразованы в пригодную для использования электроэнергию.
Ученые отмечают, что стандартные конструкции обычно основаны на интерфейсе между двумя материалами (один отдает электроны, а другой – принимает) для разделения зарядов и генерации электроэнергии. Причем, по их словам, новый органический материал способен генерировать заряды сам по себе.
В ходе новой работы эксперты создали молекулярные структуры, позволяющие контролировать контакт между молекулами и поддерживать так называемый энергетический баланс Мотта-Хаббарда. Такая конструкция в перспективе может открыть дорогу к изготовлению недорогих солнечных элементов из одного материала.
Ранее выяснилось, что солнечные панели могут производить не только энергию. В ходе эксперимента ученые доказали, что навесы из солнечных панелей, установленные над оросительными каналами, позитивно влияют на качество воды.
Еще стало известно, что солнечные панели спасают от радиации. Речь о так называемых искусственных растениях, которые очищают почву, загрязненную цезием.