Команда вчених із Китайської академії наук створила новий матеріал, який дозволив органічним сонячним елементам досягти рекордного рівня ефективності. У лабораторних умовах фотоелектричний елемент на його основі продемонстрував коефіцієнт корисної дії (ККД) у 21%, а сертифіковане значення склало 20,8%. Це є найвищим на сьогодні офіційно підтвердженим показником для органічних сонячних панелей. Результати опубліковано у міжнародному науковому журналі Nature Materials.
Органічні сонячні елементи мають низку переваг перед традиційними неорганічними аналогами. Вони відзначаються гнучкістю, легкістю і технологічністю, що дозволяє створювати тонкі панелі, які можна згорнути у рулони. Їх потенційне застосування охоплює не лише дахові станції чи будівельні інтеграції, а й портативні електронні пристрої, “розумний” одяг і носимі гаджети.
До переваг таких елементів також належить можливість використання екологічних розчинників і біорозкладних компонентів. Це відкриває шлях до зменшення впливу на довкілля впродовж усього життєвого циклу виробу. Однак донині основною проблемою органічних сонячних елементів залишалася відносно низька ефективність. Як пояснила одна з авторок дослідження, доцент Цай Юньхао, багато проблем пов’язані з катодним інтерфейсом. Традиційні матеріали для цього шару характеризуються слабкою електропровідністю, значною рекомбінацією зарядів та поганою структурою тонких плівок. Щоб подолати ці недоліки, команда науковців вирішила поєднати органічні й неорганічні матеріали у межах однієї системи. Такий підхід дозволив досягти ефекту взаємного посилення властивостей і значно покращити електричні характеристики. Завдяки цьому вдалося зменшити кількість дефектів, підвищити однорідність матеріалу та покращити перенесення заряду всередині елемента.
За словами дослідниці, новий матеріал має великий потенціал для застосування в різних галузях — від портативної електроніки до аерокосмічної техніки. Його можна використовувати в екстремальних умовах, у безпілотних літальних апаратах або для заряджання пристроїв на ходу. Серед інших переваг — довговічність і стабільність у роботі навіть за високих навантажень.
