Дерья Баран и ее коллеги из центра по исследованию солнечных технологий Научно-технологического университета имени короля Абдаллы разработали фотовольтаический органический материал, который эффективно поглощает свет и потенциально им могут быть покрыты строительные материалы.
Традиционные солнечные панели, которые устанавливают на крышах, сделаны из пластин кремния, но органические молекулы также могут захватывать энергию от солнечного света. Эти молекулы могут быть сформированы в недорогие краски, которые можно применять в строительных компонентах, в окнах, к примеру. Превращение солнечного света в электричество — это многоступенчатый процесс, и ключом к разработке высокоэффективных органических фотоэлектрических материалов является поиск органических молекул, которые хорошо работают во всех поставленных задачах.
Когда свет попадает на органический фотогальванический материал, он выбивает свободный электрон, оставляя за собой положительно заряженную дыру. Если противоположно заряженный электрон и дыра рекомбинируют, захваченная энергия теряется. Таким образом, органические солнечные элементы включают смесь электронов-доноров и молекул-акцепторов электронов для вытягивания зарядов.
В 2015 году возлагалось много надежд на производные фуллерена в качестве акцепторов, но эффективность составляла около 10-11% при слабой стабильности. Теперь же ученые Саудовской Аравии решили изучить акцепторы нефуллерена. И показатели уже достигают 17%.
Акцептор нефуллерена, известный как EHIDTBR, дает несколько преимуществ: он отлично поглощает видимый свет и хорошо смешивается с компонентом донора электронов, что важно для обеспечения долговременной стабильности и производительности. EHIDTBR также очень эффективен при диссоциации экситонов и предотвращении рекомбинации. В материалах, где рекомбинация высока, светособирающий слой должен быть очень тонким, чтобы заряды быстро достигали слоя электрода, сводя к минимуму их вероятность рекомбинации. Но эти ультратонкие слои сложны для производства
Масштабирование технологии — это следующий шаг команды. Она хочет создать окна на основе своей технологии.