Исследователи из университета Аделаиды активно изучают энергетические потери новых «пластиковых» веществ на молекулярном уровне. Это позволит химикам в итоге повысить эффективность, гибкость и снизить стоимость солнечных энергетических ячеек.
Ученые надеются, что им удастся «настроить» молекулы для повышения их энергоэффективности: снизить потери энергии и увеличить сбор фотонов Солнца.
Есть надежда, что в один прекрасный день это исследование может строить целые здания, которые будут покрыты полупрозрачным веществом, которое будет действовать как гигантский солнечный элемент, захватывая энергии Солнца и генерируя электричество для всего помещения.
«Традиционные солнечные элементы, используемые в солнечных панелях на наших крышах сделаны из кремния, который требует большого количества энергии для их производства и стоят они дорого. Существует целая категория новых пластиковых» материалов, так называемых органических полупроводников, которые состоят из углеводородных цепей или полимеров. Но в отличие от обычных пластмасс, они могут проводить электричество. Эти материалы являются гибкими и дешевым в изготовлении — они могут быть распечатаны в виде гигантских листов. Но на данный момент они низкий уровень поглощения света и их трудно использовать в промышленной электроэнергетике. Они не электроны электродам так эффективно, как они должны. Наше исследование дает лучшее понимание того, как эти материалы ведут себя на молекулярном уровне», — считает Патрик Тэппинг, кандидат физических наук.
Использование ультра-быстрой лазерной спектроскопии и компьютерного моделирования позволяет исследователям наблюдать за реакциями, протекающими внутри полимерной основы солнечных батарей. Спектроскопия позволяет исследовать вещества на предмет их взаимодействия со светом. Этот метод использует предельно короткие импульсы света, измерения взаимодействия на молекулярном уровне с электронным детектором.
«Мы ведем эксперименты и с помощью компьютерного моделирования, чтобы посмотреть на договоренности полимерных цепей, чтобы увидеть, как они влияют на электрогенерирующие свойства материалов, — подчеркнул ученый.
Подобные опыты помогут измерить степень поглощения света и обнаружить потенциальные источники потерь энергии. В последствии, возможно, удастся повысить эффективность производства солнечной энергии.