Инженерами из Национальной лаборатории возобновляемой энергии (Соединенные Штаты) и калифорнийского университета, расположенного в городе Лос-Анджелесе, с использованием современных полимерных материалов, создали уникальный тандемный фотоэлектрический элемент с чрезвычайно высокой эффективностью преобразования солнечного света в электрическую энергию.
Тандемная структура представляет собой сочетание двух различных фотоэлектрических элементов, обладающих разными характеристиками и полосами поглощения. Такие сложные полимерные системы ранее по целому ряду характеристик уступали традиционным однослойным фотоэлектрическим элементом, поскольку ученым не удавалось установить оптимальный полимерный материал с требуемой шириной запрещенной зоны. Такая зона является энергетическим зазором, находящемся между потолком валентной зоны и дном зоны проводимости, в котором разрешенные для электронов состояния не наблюдается. Она также определяет характеристики спектра солнечного света, поглощаемого материалом.
В новом исследовании учеными был протестирован полимер PBDTT-DPP, обладающий требуемой шириной запрещенной зоны ~1,44 эВ. Эффективность преобразования солнечного света в электричество с использованием однослойного фотоэлектрического элемента PBDTT-DPP достигла всего шести процентов.
В то же время тандемный вариант исполнения позволил достигнуть лучших результатов – 8.62%. Это значение для полимерных фотоэлектрических элементов является рекордным.
Вместе с тем, ученые не собираются останавливаться на достигнутом и проводят дальнейшие эксперименты с различными полимерами и вариантами исполнения тандемного фотоэлектрического элемента. Исследователи твердо намерены уже в ближайшие годы преодолеть пятнадцати процентный порог эффективности для полимерных солнечных элементов.{odnaknopka}