Новий метод підвищує ефективність та довговічність органічних сонячних елементів

Інновації в органічних сонячних елементах: новий підхід підвищення ефективності і довговічності

Відкриття фінських дослідників з університету Або Академі відкривають нові горизонти для органічних сонячних елементів. Вони виявили та усунули раніше невідомий механізм втрат, що дозволило значно підвищити ефективність цих елементів, а також їх термін служби. Ці проривні результати надають можливості для поліпшення роботи та стабільності пристроїв відновлювальної енергії.

Завдяки своїм дослідженням, вчені досягли ефективності понад 18% для сонячних елементів з інвертованою структурою площею 1 см. Це суттєве досягнення, враховуючи, що ці елементи продемонстрували рекордний термін служби 24,700 годин під впливом білого світла, що відповідає прогнозованому терміну роботи, що перевищує 16 років.

Переваги органічних сонячних елементів

Органічні фотогальваніки (OPVs) привертають до себе увагу завдяки своїй легкості, гнучким властивостям та енергоефективному виробництву. За останні п’ять років їхня ефективність зросла, з традиційними елементами, які перевищують 20% в лабораторних умовах. Проте, матеріали, з яких складаються ці пристрої, деградують під впливом сонячного світла та повітря, що обмежує їхню довготривалу стабільність.

Шлях до підвищення довговічності

Інвертовані сонячні елементи, або n-i-p, забезпечують більшу міцність завдяки своїй структурі, проте їхня ефективність відставала від традиційних конструкцій. Нове відкриття розв’язує цю проблему, відкриваючи шлях до підвищення як продуктивності, так і довговічності.

Дослідження виявило критичний механізм втрат — область рекомбінації, викликану нижнім контактним шаром. Щоб усунути цю проблему, дослідники застосували тонкий прошарок пасивації з оксиду кремнію нітрату (SiOxNy), що звело нанівець втрати і підвищило ефективність елементів. Це нововведення свідчить про те, що даний підхід є життєздатним для масового виробництва ефективних та стабільних органічних сонячних елементів.

Впровадження таких інновацій може стати рушійною силою для широкого впровадження органічних сонячних елементів в комерційну експлуатацію, забезпечуючи не лише довговічність, але й високу ефективність. Це відкриття може значно змінити ринок альтернативної енергетики, сприяючи більш екологічно чистій та енергоефективній майбутній енергетичній моделі.