Новое перспективное направление для разработки органических солнечных элементов

Солнечный свет является неиссякаемым источником энергии, поэтому ученые всего мира пытаются найти способы преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью фотовольтаических устройств. Широкое распространение получили солнечные батареи на основе кристаллического кремния, эффективность преобразования энергии в которых составляет 24,7%. Однако высокая стоимость и технологически сложное производство в большинстве случаев затрудняют их использование. Сотрудники совместной лаборатории Южно-Уральского государственного университета и ИОХ РАН работают над проектом по созданию экологичных органических сенсибилизаторов для солнечных батарей.

– Одна из наиболее перспективных альтернатив кремниевым и другим неорганическим преобразователям солнечной энергии – органические солнечные батареи, которые имеют ряд преимуществ перед кремниевыми аналогами: это механическая прочность, легкость, гибкость, долгий срок службы и возможность работы даже в отраженном и искусственном свете. Ключевую роль в таких устройствах играют органические фотосенсибилизаторы, которые и определяют их производительность. Создание новых эффективных органических сенсибилизаторов, на которое направлен данный проект, – важная современная задача, ориентированная на решение проблемы перехода к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, – рассказывает руководитель работы доктор химических наук, профессор Олег Ракитин.

Переход к экологическим материалам в энергетике – глобальный научный приоритет

Ученые работают над расширением ряда синтезируемых красителей для конструирования органических солнечных ячеек с повышенными значениями фотовольтаической эффективности устройств, развивают направления со-сенсибилизации, то есть сочетания в одной ячейке двух красителей, имеющих разные области поглощения солнечного света, с целью синергического эффекта повышения КПД.

– Исследования, связанные с дизайном, синтезом и изучением функциональных свойств новых органических молекулярных материалов, особенно фотовольтаических, люминесцентных и флуорофорных, во многом определяют современный научно-технический прогресс. Они входят в число глобальных научных приоритетов и интенсивно ведутся во всем мире, – поясняет Олег Алексеевич.

Ученые надеются, что применение органических солнечных ячеек вместо кремниевых позволит не только уменьшить их стоимость за счет удешевления технологии, но и получить гибкие солнечные элементы, которые могут найти широкое применение в различных типах устройств. Высокая рыночная потребность в солнечных батареях с органическими элементами – более дешевых и экологически чистых – делает проект стратегически важным, а его результаты будут востребованы в академической, производственной и коммерческой деятельности.