Японские ученые создали молекулу для повышения эффективности солнечных батарей

Японские исследователи создали молекулу, способную самостоятельно формировать ключевые структуры для преобразования солнечного света в электричество.


Органические фотоэлектрические элементы на основе углерода обладают серьезными преимуществами перед традиционными кремниевыми панелями. Они недороги в производстве, обладают гибкостью и малой массой. Такие элементы можно буквально печатать в виде чернил на различных поверхностях – от оконных пленок до текстиля. При этом их широкому применению мешает относительно низкая эффективность.

Так называемые p/n-гетеропереходы, отвечают за разделение электрических зарядов, возникающих под действием света. Обычно их формируют, смешивая донорный и акцепторный полупроводниковые материалы. Причем даже небольшие отклонения в процессе могут привести к неоднородности смеси, что ухудшает стабильность и итоговую производительность готового устройства.

Японские ученые предложили принципиально новое решение. Они разработали единую молекулу, которая содержит в своей структуре оба необходимых компонента. Молекула, получившая название TISQ, способна к самостоятельной сборке в наноразмерные гетеропереходы без дополнительного внешнего вмешательства. Ключевую роль в этом процессе играют амидные группы, обеспечивающие образование водородных связей между молекулами.

Эксперименты показали, что в полярных растворителях TISQ образует наночастицы. В растворителях с низкой полярностью молекулы выстраиваются в волокнистые H-агрегаты.

По словам руководителя работы, разработка открывает перспективы для работы оптоэлектронных устройств, включая высокочувствительные фотодетекторы и сложные системы для сбора солнечной энергии.

Читайте также: