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.
14:08, 18 Марта 26
 На Ленинградской АЭС армируют фундамент здания турбины энергоблока №3
дальше..
|
 |
14:04, 18 Марта 26
 «Росэнергоатом» и «Титан-2» заключили договор о сооружении инновационных блоков Кольской АЭС-2
дальше..
|
|
13:55, 18 Марта 26
 «Мордовэнерго» обновило Центр управления сетями
дальше..
|
|
13:43, 18 Марта 26
 В рамках акции «Сад Памяти» высадят 27 миллионов деревьев
дальше..
|
|
12:15, 18 Марта 26
 В музее «Атом» при поддержке «Росатома» пройдет международный фестиваль «Мультфильмы о будущем»
дальше..
|
|
12:13, 18 Марта 26
 «Росатом» до 2042 года построит 38 энергоблоков АЭС суммарной мощностью 29,3 ГВт
дальше..
|
|
12:07, 18 Марта 26
 Намибия поэтапно увеличит добычу урана в горизонте более 25 лет
дальше..
|
|
11:44, 18 Марта 26
 В 2025 году группа «Интер РАО» обеспечила более 10% выработки электроэнергии в России
дальше..
|
|
11:39, 18 Марта 26
 «Росэнергоатом» планирует трудоустроить около 20 000 выпускников вузов до 2035 года
дальше..
|
|
11:30, 18 Марта 26
 Персонал Смоленской АЭС подтвердил готовность к оперативному реагированию
дальше..
|
|
11:23, 18 Марта 26
 Столичное предприятие разработало новый вид полимерных труб для защиты кабельных линий
дальше..
|
|
11:19, 18 Марта 26
 Ростех досрочно поставил в аэропорт Нарьян-Мара новейший радиолокатор
дальше..
|
|
11:04, 18 Марта 26
 Новые подходы к водоподготовке: ВТИ актуализирует стандарт по применению ионитов на ТЭС
дальше..
|
|
10:54, 18 Марта 26
 «ТЭК СПб» заменил участок тепломагистрали в Приморском районе Санкт-Петербурга
дальше..
|
|
10:39, 18 Марта 26
 В МЭИ создали мембрану для получения водорода электролизом воды
дальше..
|
|
10:37, 18 Марта 26
 «Читаэнерго» выявило в Забайкалье около 5 тысяч опор ЛЭП с незаконными подвесами оптоволокна
дальше..
|
|
10:32, 18 Марта 26
 Спасатели «Екатеринбурггаза» прошли переаттестацию
дальше..
|
|
10:28, 18 Марта 26
 «Уралэнергосбыт» открыл вторую быструю зарядную станцию для электромобилей в Челябинске
дальше..
|
|
10:25, 18 Марта 26
 Золоторудное месторождение Сухой Лог в Приангарье получило 15 МВт мощности
дальше..
|
|
06:46, 18 Марта 26
 «Мосгаз» заменил более 150 запорных устройств на газопроводах Москвы в 2025 году
дальше..
|
|
06:43, 18 Марта 26
 «Мособлэнерго» отремонтировало кабельную ЛЭП в г. Куровское
дальше..
|
|
06:38, 18 Марта 26
 «QazaqGaz Aimaq» подключил к сетевому газу часть района «Соцгород» в Темиртау
дальше..
|
|
06:38, 18 Марта 26
 «Россети Новосибирск» обновили 20 трансформаторных подстанций сначала 2026 года
дальше..
|
|
06:33, 18 Марта 26
 Утвержден профессиональный стандарт для специалистов по управлению данными
дальше..
|
|
05:33, 18 Марта 26
 Научное оборудование для исследовательских станций синхротрона СКИФ готово на 100%
дальше..
|
|
05:28, 18 Марта 26
 МЭС Центра установили новые железобетонные опоры на ЛЭП 220 кВ в Калужской области
дальше..
|
|
05:20, 18 Марта 26
 Российские ученые улучшили свойства теплообменников с помощью новой формы выемок
дальше..
|
|
05:15, 18 Марта 26
 РусГидро объединило архивы инженерной документации в единую цифровую систему
дальше..
|
|
05:10, 18 Марта 26
 На Ямале отметили День оленевода
дальше..
|
|
05:05, 18 Марта 26
 МАДИ представил методику внедрения электробусов в арктических городах
дальше..
|
|
04:58, 18 Марта 26
 В Свердловской области подключена к электросети подстанция «Сфера»
дальше..
|
|
04:53, 18 Марта 26
 «Высокоточные комплексы» представили разработки для авиаотрасли на международном салоне «Архимед-2026»
дальше..
|
|
04:48, 18 Марта 26
 Выработка Богучанской ГЭС превысила 200 миллиардов киловатт-часов
дальше..
|
|
04:33, 18 Марта 26
 Сибирская генерирующая компания в 2026 году заменит в Бийске 11 км теплосетей
дальше..
|
|
04:27, 18 Марта 26
 В районе Угличского и Рыбинского гидроузлов началось половодье
дальше..
|
|
04:18, 18 Марта 26
 Стерлитамакская ТЭЦ реализовала проект по программе модернизации тепловой генерации
дальше..
|
|
04:13, 18 Марта 26
 На самарском предприятии ОДК стартовал чемпионат для юных инженеров
дальше..
|
|
04:07, 18 Марта 26
 Численность персонала на стройплощадке Смоленской АЭС-2 вырастет до 1000 человек к лету 2026 года
дальше..
|
|
03:48, 18 Марта 26
 Весеннее половодье в Приморье ожидается в конце марта
дальше..
|
|
03:43, 18 Марта 26
 Удовлетворённость жителей Соснового Бора медицинскими услугами выросла до 75%
дальше..
|
|
03:37, 18 Марта 26
 Карельское РДУ – в числе призеров спартакиады трудовых коллективов Карелии
дальше..
|
|
03:30, 18 Марта 26
 «Роснефть» запатентовала инновационный способ оценки технологической эффективности разработки нефтегазовых месторождений
дальше..
|
|
03:25, 18 Марта 26
 «Севернефтегазпром» поддержал День оленевода в Красноселькупском районе ЯНАО
дальше..
|
|
03:19, 18 Марта 26
 «Орелэнерго» готовится к паводковому периоду
дальше..
|
|
03:07, 18 Марта 26
 «Парус электро» произвел оборудование для ветроэлектростанций общей мощностью 330 МВТ
дальше..
|
|
03:02, 18 Марта 26
 Новый стандарт инновации повысит эффективность грузоперевозок на Восточном полигоне
дальше..
|
|
02:48, 18 Марта 26
 Chevron и ExxonMobil остаются ключевыми партнерами Казахстана в реализации флагманских нефтегазовых проектов
дальше..
|
|
02:43, 18 Марта 26
 В Иране попала под обстрел территория АЭС «Бушер»
дальше..
|
|
02:38, 18 Марта 26
 В деревню Старополье Ленинградской области пришел сетевой газ
дальше..
|
|
02:33, 18 Марта 26
 «Россети» обеспечили мощностью крупнейшее месторождение бериллия в России
дальше..
|
|
02:26, 18 Марта 26
 Белоярская АЭС вывела энергоблок №4 в планово-предупредительный ремонт с элементами модернизации
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)
Сотрудник ЕВРАЗ НТМК Иван Стасов вошел в число лучших инженеров России