Исследователи из Чжэнчжоу добились 19,96-процентного КПД с помощью недорогого полимера, что стало важным шагом для органических солнечных батарей на пути к коммерческой жизнеспособности без ущерба для производительности и масштабируемости.
Исследователи из Университета Чжэнчжоу представили недорогой полимер PTQ15, с помощью которого органические солнечные элементы (OSC) достигли сертифицированной эффективности преобразования энергии в 19,96 процента - беспрецедентный показатель для недорогих органических материалов. Этот прогресс приближает ОСК к коммерческой жизнеспособности, сохраняя при этом легкость и гибкость, которые делают эту технологию привлекательной.
Производство PTQ15 обходится примерно в 35 528 долларов за килограмм, что составляет одну пятую часть цены на известные «звездные» полимеры PM6 и D18, стоимость которых превышает 200 000 долларов за килограмм. Такая экономия обусловлена упрощенным трех-четырехстадийным синтезом, который обеспечивает выход более 80 процентов, что резко снижает материальные и производственные затраты.
ОСК, изготовленные с использованием PTQ15 и акцепторов K1/K6, достигли нового эталона эффективности - 19,96 процента. Измерения показали сверхбыстрый перенос заряда всего за 1,40 пикосекунды и минимальные нерадиационные потери энергии в 0,190 электрон-вольт - показатели, отражающие эффективную диссоциацию экситонов и снижение тепловых потерь.
Устройства, обработанные в условиях открытого воздуха при относительной влажности 25 процентов, достигли эффективности 19,37 процента. Согласно исследованию, минимальная устойчивая стоимость составляет 0,36 доллара за ватт, что ставит эти ОСК в один ряд с обычными кремниевыми фотовольтаиками по соотношению цена/эффективность.
Следующие шаги направлены на преодоление 20-процентного порога эффективности путем совершенствования донорно-акцепторных пар и морфологии пленки. В случае успеха PTQ15 может перевести ОСК из разряда лабораторных прототипов в разряд основных энергетических решений, обеспечив экономичную, легкую и гибкую солнечную энергию для более широкого спектра применений.
Оригинал
Уникальность
