Сотрудники Центра фотохимии РАН и МИФИ разбираются в причинах этого явления и предлагают в своей новой статье в журнале The Journals of Physical Chemistry. Series A.
При поглощении света неорганическим полупроводником, таким как кремний, электрон из валентной энергетической зоны переходит в зону проводимости, а в валентной зоне остаётся так называемая дырка. В неорганическом кристалле электроны и дырки движутся практически свободно, и ничего не мешает электрону с дыркой разбежаться подальше друг от друга.
Иная ситуация в органических полупроводниках, которые состоят из молекул, пусть даже довольно больших. В возбужденной светом молекуле электрон и дырка остаются в пределах молекулы и довольно быстро встречаются снова - рекомбинируют. При этом может излучиться свет (излучательная рекомбинация) или избыток энергии перейдёт в тепло (безызлучательная). Разделения зарядов, необходимого для работы батареи, не происходит.
Чтобы разделять заряды в органических полупроводниках, используют смеси веществ: одно легко отдаёт электроны (донор), другое легко их принимает (акцептор). Любое из них может поглощать свет, а дальше либо возбужденный электрон легко перепрыгнет на акцептор, либо донор с такой же легкостью захватит дырку. Для этого донор и акцептор просто должны находиться рядом. Такая пара из двух молекул, одна - захватившая электрон, а другая - дырку, называется эксиплексом с переносом заряда. В эксиплексе (EXCIted-state comPLEX) электрону с дыркой не очень просто рекомбинировать, поэтому образование таких эксиплексов необходимо для разделения зарядов в органических полупроводниках.
«Оказывается, далеко не любые пары «донор-акцептор» могут образовывать эксиплексы с переносом заряда. В нашей работе мы определили, по каким критериям следует подбирать пары "донор-акцептор", чтобы обеспечить образование эксиплексов, а следовательно, и эффективное разделение зарядов», - комментирует один из авторов работы, старший научный сотрудник Центра фотохимии РАН Александра Фрейдзон.
Ещё одна причина низкой эффективности органических солнечных батарей состоит в том, что большинство традиционно используемых молекул поглощает свет в видимой и УФ-области, тогда как большая часть солнечного излучения у поверхности земли приходится на ближний ИК-диапазон. Утилизация ИК-излучения особенно актуальна для облачных регионов, которых на Земле больше всего.
«В этой же работе мы предложили методику подбора молекул с поглощением в красной и ближней ИК области. На основе наших компьютерных моделей можно обучить искусственный интеллект и построить систему рекомендаций для производства органических фотовольтаических устройств с заданными свойствами. К последним относятся не только солнечные батареи, но и, например, фотоприемные матрицы», - дополняет Александра Фрейдзон.
13:22, 26 Апреля 24
 Калининская АЭС выведет энергоблок №3 в плановый капремонт с модернизацией оборудования
дальше..
|
 |
13:09, 26 Апреля 24
 Рыбинская ГЭС внедрила дистанционное управление распределительными устройствами
дальше..
|
|
13:07, 26 Апреля 24
 Базовая кафедра «Газпром нефти» в ОмГТУ запускает программы обучения по двум специальностям одновременно
дальше..
|
|
13:04, 26 Апреля 24
 Волжская ГЭС поддержала патриотическую акцию «Память на высоте»
дальше..
|
|
13:02, 26 Апреля 24
 Бурейская ГЭС работает в режиме наполнения водохранилища
дальше..
|
|
12:54, 26 Апреля 24
 В НИЯУ МИФИ прошел День карьеры «Росатома»
дальше..
|
|
12:42, 26 Апреля 24
 «КазТрансОйл» увеличил на 10% объем транспортировки нефти в I квартале 2024 года
дальше..
|
|
12:39, 26 Апреля 24
 СХК обновил парк техники для вывода из эксплуатации объектов комбината
дальше..
|
|
12:36, 26 Апреля 24
 Атырауский НПЗ построил порядка 9 км противопаводковых дамб
дальше..
|
|
12:33, 26 Апреля 24
 Профильный класс СИБУРа — первый шаг в инженерной карьере
дальше..
|
|
12:26, 26 Апреля 24
 В ХМАО-Югре отремонтирована высоковольтная ЛЭП Картопья – Атымья»
дальше..
|
|
12:21, 26 Апреля 24
 В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
дальше..
|
|
12:16, 26 Апреля 24
 Жители и гости Санкт-Петербурга смогут посетить ледоколы «Росморпорта» в рамках празднования Дня города
дальше..
|
|
12:11, 26 Апреля 24
 Работники «Курскатомэнергоремонта» вступили в Национальный регистр доноров костного мозга
дальше..
|
|
12:06, 26 Апреля 24
 Специалисты АЭХК и ТПУ рассказали ангарским школьникам о востребованных и высокооплачиваемых профессиях
дальше..
|
|
12:02, 26 Апреля 24
 РЭА Минэнерго России опубликовало расширенную версию сценариев развития мировой энергетики до 2050 года
дальше..
|
|
12:00, 26 Апреля 24
 Более 1000 школьников и студентов Димитровграда стали участниками просветительских встреч с ветеранами-чернобыльцами
дальше..
|
|
11:52, 26 Апреля 24
 Вопросы радиационного воздействия на полимеры рассмотрели на площадке Инфоцентра в АААЭ
дальше..
|
|
11:43, 26 Апреля 24
 В России построят 6 экопромышленных парков до конца 2024 года
дальше..
|
|
11:30, 26 Апреля 24
 Приморский порт «Суходол» удвоит грузооборот
дальше..
|
|
11:27, 26 Апреля 24
 Резидент ТОР впервые в Якутии обеспечил прямое сообщение между железнодорожным и водным транспортом для северного завоза
дальше..
|
|
11:22, 26 Апреля 24
 Аварийность теплосетей «Волгаэнерго» в Нижнем Новгороде за отопительный период снизилась на 25%
дальше..
|
|
11:20, 26 Апреля 24
 «Транснефть – Дружба» установила новую трансформаторную подстанцию на ЛПДС «Журавлинская»
дальше..
|
|
10:50, 26 Апреля 24
 В Казахстане будет построена первая в стране гидроаккумулирующая электростанция
дальше..
|
|
09:49, 26 Апреля 24
 «Россети» признаны лучшей компанией по эффективности системы внутреннего контроля
дальше..
|
|
09:46, 26 Апреля 24
 Зарубежные партнеры Казатомпрома выделили 1,3 миллиарда тенге пострадавшим от паводков регионам Казахстана
дальше..
|
|
09:43, 26 Апреля 24
 «Газпром трансгаз Волгоград» приводит в порядок памятники героям Великой Отечественной войны
дальше..
|
|
09:26, 26 Апреля 24
 РусГидро – лауреат Национальной премии «Лидеры ответственного бизнеса»
дальше..
|
|
09:06, 26 Апреля 24
 Контакт-центр «НОВАТЭК-Челябинск» принял двухмиллионный звонок
дальше..
|
|
08:58, 26 Апреля 24
 Нижнетагильский металлургический комбинат закупил 10 новых токарных станков
дальше..
|
|
08:51, 26 Апреля 24
 В Санкт-Петербурге наградили победителей XVI Всероссийского конкурса «Корпоративный календарь - 2024»
дальше..
|
|
08:29, 26 Апреля 24
 ТЭК перейдет на доверенные программно-аппаратные комплексы к 2030 году
дальше..
|
|
08:21, 26 Апреля 24
 Йемен намерен построить новые ТЭС
дальше..
|
|
08:19, 26 Апреля 24
 АтомЭнергоСбыт стал лауреатом международной премии СХ World Awards-2024
дальше..
|
|
08:16, 26 Апреля 24
 Россия выступает за справедливый энергопереход с учётом национальных интересов стран
дальше..
|
|
08:11, 26 Апреля 24
 В системе низкоуглеродной сертификации в России зарегистрированы 117 объектов генерации общей мощностью почти 3 ГВт
дальше..
|
|
08:09, 26 Апреля 24
 Задолженность российских потребителей за газ продолжает снижаться
дальше..
|
|
08:07, 26 Апреля 24
 На конкурс проектов «Энергетика лидеров 5.0» поступило порядка 800 заявок
дальше..
|
|
08:04, 26 Апреля 24
 «Газпром» в 2024 году планирует газифицировать порядка 700 населенных пунктов
дальше..
|
|
08:02, 26 Апреля 24
 «Транснефть – Восток» усилила контроль за пожарной безопасностью на производственных объектах
дальше..
|
|
07:59, 26 Апреля 24
 Теплоснабжение Ленинского района Саратова обеспечит новая котельная
дальше..
|
|
07:57, 26 Апреля 24
 Команда ОДК-Пермские моторы стала лидером полуфинала конкурса «Кибердром.2024»
дальше..
|
|
07:46, 26 Апреля 24
 «Роснефть» обновила павильон на выставке «Россия»
дальше..
|
|
07:39, 26 Апреля 24
 «Газпром» аккумулировал лучшие практики в области производственной безопасности и охраны окружающей среды
дальше..
|
|
07:37, 26 Апреля 24
 Проект «Росгео» и «Геомикс» получил приз на конкурсе «Горная индустрия 4.0»
дальше..
|
|
07:34, 26 Апреля 24
 «Екатеринбурггаз» отработал взаимодействие с экстренными службами при ликвидации ЧП
дальше..
|
|
05:13, 26 Апреля 24
 РусГидро открыло 300 зарядных станций для электромобилей
дальше..
|
|
05:10, 26 Апреля 24
 Курская АЭС: 70% жителей региона поддержали активное развитие атомной энергетики
дальше..
|
|
05:09, 26 Апреля 24
 В павильоне «Роснефти» на ВДНХ стартуют Дни ДНК
дальше..
|
|
05:04, 26 Апреля 24
 «Газпром» обеспечил российских потребителей рекордным объемом газа в осенне-зимний период
дальше..
|
|
05:02, 26 Апреля 24
 «Крымэнерго» запустило реконструированную подстанцию «Фотон» в Симферополе
дальше..
|
|
|
|
Органические солнечные батареи могли бы стать лёгкой, дешёвой и универсальной альтернативой традиционным кремниевым, если бы не низкая эффективность преобразования света в электричество в органических полупроводниках.
.jpg)