Новости

Солнечные батареи – или, корректнее, фотоэлектрические преобразователи – на сегодня одно из самых перспективных направлений в энергетике. Так, суммарная мощность батарей, смонтированных по всему миру только за 2017 год, составила 400 гигаватт: больше, чем мощность всех российских электростанций. Солнечная отрасль переживает беспрецедентно бурный рост и ключевую роль в этом играет удешевление батарей вместе с ростом их эффективности. Современные фотоэлектрические преобразователи в массе своей используют поликристаллический кремний, но учёные работают и над альтернативными вариантами. Одна из возможных замен кремнию – органические соединения, особые полимеры с фотоэлектрическими свойствами.

На страницах журнала Journal of Materials Chemistry A группа французских исследователей при участии учёных из МФТИ описала один из способов повысить эффективность органических фотопреобразователей при помощи добавления к полимеру атомов фтора. Ранее полученные данные указывали, что фторированные молекулы образуют упорядоченную структуру и это существенно улучшает фотоэлектрические свойства материала, но полного понимания сути этого процесса у химиков не было. Экспериментируя с модификациями исходных молекул, международный коллектив учёных смог добиться роста эффективности образцов с 3,7 до 10,2%. Это всё ещё меньше хороших коммерческих солнечных батарей, однако столь значительное увеличение КПД заставляет всерьёз отнестись к новому материалу – такими темпами он может и перегнать сегодняшних фаворитов.

На молекулярном уровне использованный полимер представляет собой цепочку из звеньев довольно сложной конфигурации. Каждое звено включало несколько гетероциклов с серой (замкнутые пятиугольники из 4 атомов углерода и 1 атома серы), а также боковые углеводородные цепочки, имеющие разветвленную структуру.

Варьируя длину боковых цепей и наличие атомов фтора, исследователи обнаружили, что удачная комбинация отличается  в разы большей эффективностью, так и большим выдаваемым током. На микроскопическом уровне молекулы «удачного» вещества формировали более упорядоченные стопки (это было показано при помощи рентгеноструктурного анализа) и отличались большей подвижностью носителей заряда – последняя связана с электрической проводимостью, которая, очевидно, должна быть у солнечной батареи достаточно высокой.

«Для оптимизации эффективности органической солнечной батареи необходимо было не только правильно подобрать молекулярные энергетические уровни донора и акцептора, но и создать соответствующую надмолекулярную структуру, облегчающую перенос зарядов на электроды», - пояснил  - Дмитрий Иванов, профессор, заведующий лабораторией функциональных органических и гибридных материалов МФТИ, директор исследований Национального научного центра Франции.

Исследователь указал, что органические солнечные батареи могут оказаться более технологичными: процесс производства имеет меньше стадий по сравнению с традиционными кремниевыми фотопреобразователями, хорошо поглощающее свет вещество можно наносить гораздо более тонким слоем, а сами батареи необязательно делать плоскими. «Органические батареи можно наносить, к примеру, на черепичную крышу», - прокомментировал Дмитрий Иванов.

09:50, 17 Февраля 26 «РТ-Техприемка» представила робототехнические решения в парке «Патриот» дальше..		09:46, 17 Февраля 26 Россия и Киргизия обсудили сотрудничество по проекту Верхне-Нарынского каскада ГЭС дальше..
09:41, 17 Февраля 26 ВТИ расшифровывает механизмы деструкции катионитов дальше..		09:16, 17 Февраля 26 «Пермэнерго» в 2025 году выполнило 2000 работ без снятия напряжения дальше..
09:12, 17 Февраля 26 «Россети Юг» электрифицировали стройплощадку жилого комплекса в Волгограде дальше..		09:05, 17 Февраля 26 Ученые Томского Политеха представили новую математическую модель изотопологов метиленхлорида дальше..
09:04, 17 Февраля 26 «Орелэнерго» организовало интеллектуальный поединок для юных энергетиков дальше..		08:02, 17 Февраля 26 «Самарские распределительные сети» перешли в режим повышенной готовности дальше..
07:56, 17 Февраля 26 ФАС предписала органу регулирования Московской области исключить из тарифов 556 млн рублей дальше..		07:53, 17 Февраля 26 При поддержке «Росатома» в Озерске прошел детский фестиваль «ЭХО БДФ Южный Урал» дальше..
07:50, 17 Февраля 26 Главгосэкспертиза создала собственную языковую модель для поиска ошибок в документации дальше..		07:43, 17 Февраля 26 Доля ТЭС в структуре выработки электроэнергии в Сибири превысила 62% дальше..
07:37, 17 Февраля 26 «Росатом» провел в Венгрии научно-образовательный фестиваль «АтомДвиж» дальше..		07:17, 17 Февраля 26 Минэнерго России запустило серию стратегических семинаров, посвященных энергетике дальше..
06:52, 17 Февраля 26 ДРСК подарила книги Приморской детской краевой библиотеке дальше..		06:00, 17 Февраля 26 «Владимирэнерго» устраняет локальные нарушения электроснабжения в четырёх округах Владимирской области дальше..
05:57, 17 Февраля 26 «Россети Новосибирск» отремонтировали в областном центре около 9 км кабельных ЛЭП дальше..		05:54, 17 Февраля 26 «Газпром» и РСО запускают студенческий кадровый проект «От вахты до Лахты» дальше..
05:52, 17 Февраля 26 Каскад Верхневолжских ГЭС готовится к пропуску половодья дальше..		05:47, 17 Февраля 26 Арабское агентство по атомной энергии подключится к научным исследованиям на реакторе МБИР дальше..
05:45, 17 Февраля 26 Главным диспетчером Северокавказского РДУ назначен Аракел Гарибян дальше..		05:39, 17 Февраля 26 «Россети Северный Кавказ» подключили к электросетям в Кабардино-Балкарии более 2,6 тысяч новых потребителей дальше..
05:30, 17 Февраля 26 «Росатом» приведет в безопасное состояние территорию завода «Кристалл» в Киргизии дальше..		05:29, 17 Февраля 26 «Газпром добыча Ноябрьск» подвел итоги рационализаторской деятельности за 2025 год дальше..
05:12, 17 Февраля 26 Студенты Сахалинского горного техникума обучаются на новых тренажерах дальше..		04:57, 17 Февраля 26 Строительная готовность Московской гигафабрики накопителей энергии «Росатома» превысила 87% дальше..
04:53, 17 Февраля 26 В пригороде Смоленска реконструирован газопровод через реку Днепр дальше..