09:42, 25 Мая 22
Альтернативная энергетика Россия
В НИЯУ МИФИ выяснили, как повысить эффективность органических солнечных батарей
 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.
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.
Схема энергетических уровней молекул, обеспечивающих эффективное разделение зарядов
Все новости за сегодня (41)
12:36, 27 Января 26
 «РТ-Техприемка» получила право аттестовывать испытательное оборудование
дальше..
|
 |
11:44, 27 Января 26
 МЭС Центра заменили более 3 тысяч изоляторов на 15 линиях электропередачи в Тульской области
дальше..
|
|
11:40, 27 Января 26
 Студенты назвали «Газпром нефть» в числе лучших работодателей в промышленности
дальше..
|
|
11:36, 27 Января 26
 Россия и Китай развивают сотрудничество в сфере электроэнергетики
дальше..
|
|
11:34, 27 Января 26
 В схему территориального планирования России в области энергетики добавлены новые объекты
дальше..
|
|
11:27, 27 Января 26
 В Мытищах установлена новая подстанция для электроснабжения Пироговского лесопарка
дальше..
|
|
11:11, 27 Января 26
 «Газпром нефть» внедрила первую компактную буровую установку российского производства
дальше..
|
|
10:08, 27 Января 26
 Транспортный самолёт «Руслан» доставил в Братск гидротурбину весом 73 тонны
дальше..
|
|
09:29, 27 Января 26
 «Россети Урал» зафиксировали в Пермском крае более 215 случаев повреждения энергообъектов по вине сторонних лиц
дальше..
|
|
09:27, 27 Января 26
 Богучанская ГЭС пополнила автопарк новыми транспортными средствами
дальше..
|
|
09:24, 27 Января 26
 Поисковики «Газпром добыча Надым» в 2025 году установили имена пятерых красноармейцев
дальше..
|
|
09:20, 27 Января 26
 СГК заместит неэффективную котельную в Рубцовске
дальше..
|
|
09:16, 27 Января 26
 В Копейске Челябинской области подключена к сетевому газоснабжению котельная строящегося храма
дальше..
|
|
09:13, 27 Января 26
 Исторические максимумы потребления мощности обновлены в девяти региональных энергосистемах России
дальше..
|
|
09:10, 27 Января 26
 В Свердловской области введен в эксплуатацию газопровод в деревне Мурзинка
дальше..
|
|
07:54, 27 Января 26
 Бийская ТЭЦ увеличит отпуск пара промышленным потребителям
дальше..
|
|
07:53, 27 Января 26
 КазМунайГаз и CITIC Construction обсудили проект строительства Карачаганакского ГПЗ
дальше..
|
|
07:02, 27 Января 26
 Сибирская генерирующая компания расширила сеть электрозарядных станций в Новосибирске до 88
дальше..
|
|
07:00, 27 Января 26
 ExxonMobil детально изучает перспективные геологоразведочные участки в Казахстане
дальше..
|
|
06:54, 27 Января 26
 От омнибуса до электробуса: как развивался общественный транспорт в России
дальше..
|
|
06:50, 27 Января 26
 На Сахалине газифицированы первые домовладения в селе Сосновка
дальше..
|
|
06:33, 27 Января 26
 Эстония произвела около 5 ТВт·ч электроэнергии в 2025 году
дальше..
|
|
06:20, 27 Января 26
 «Транснефть – Верхняя Волга» обследовала 4000 км трубопроводов в 2025 году
дальше..
|
|
06:18, 27 Января 26
 В Республике Коми построен второй цех компрессорной станции «Воркутинская»
дальше..
|
|
06:13, 27 Января 26
 «Северсталь» инвестировала в разработчика роботизированных решений для футеровки и торкретирования тепловых агрегатов
дальше..
|
|
06:11, 27 Января 26
 В Карачаево-Черкесии пресечена работа очередной нелегальной криптофермы
дальше..
|
|
06:07, 27 Января 26
 В Краснодарском крае в рамках догазификации подключено к газу 70-тысячное домовладение
дальше..
|
|
06:05, 27 Января 26
 «Мособлэнерго» реконструировало подстанцию в Коломне
дальше..
|
|
05:46, 27 Января 26
 В РусГидро прошел лекторий «Авторская позиция: творческие формы и нестандартные решения»
дальше..
|
|
05:45, 27 Января 26
 «Транснефть – Дружба» в 2025 году приняла на работу 32 молодых специалиста
дальше..
|
|
05:40, 27 Января 26
 «Газпром переработка Благовещенск» пополнил автопарк новой отечественной техникой
дальше..
|
|
05:19, 27 Января 26
 Из Сибири на Дальний Восток отправился первый состав груженых углем инновационных вагонов
дальше..
|
|
05:16, 27 Января 26
 РусГидро выплатило 215,4 млн рублей купонного дохода по биржевым облигациям
дальше..
|
|
05:12, 27 Января 26
 Европа опустошила подземные хранилища газа на три четверти
дальше..
|
|
05:09, 27 Января 26
 «Владимирэнерго» готовится к ухудшению погоды
дальше..
|
|
04:56, 27 Января 26
 ДРСК за пять лет построила в Приамурье 1200 км ЛЭП и ввела 500 МВA трансформаторной мощности
дальше..
|
|
04:52, 27 Января 26
 Якутия реконструирует железнодорожный участок Рейново – Сковородино
дальше..
|
|
04:46, 27 Января 26
 Амурский ГХК запустил в тестовом режиме крупнейший в мире компрессор пирогаза
дальше..
|
|
04:31, 27 Января 26
 Стартовала регистрация на робототехническую олимпиаду для юных изобретателей от НИЯУ МИФИ
дальше..
|
|
04:29, 27 Января 26
 Потребление мощности в энергосистеме России достигло нового исторического максимума
дальше..
|
|
04:27, 27 Января 26
 В единственном подземном хранилище Прибалтики осталось меньше трети запасов газа
дальше..
|
|
|
|
|
 «Сахаэнерго» отмечает 25-летие
16 января отмечает 25-летие АО «Сахаэнерго» (дочернее общество ПАО «Якутскэнерго», входит в группу РусГидро), созданное с целью обеспечения надежного электроснабжения отдаленных и труднодоступных населенных пунктов северных и арктических районов Республики Саха (Якутия).
|
.jpg)