Научный коллектив из Китая, России (УрФУ) и Южной Кореи разработал полимерные солнечные элементы с эффективностью преобразования энергии 19,25% — одним из лучших показателей в мире для панелей такого типа. Образцы получились эластичными, гибкими и механически прочными. Описание опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.
Ключевые преимущества новых панелей — не только гибкость (их можно сворачивать в рулоны и устанавливать на любые неровные поверхности), но и экстремально малый вес: до 0,175 кг на м², что более чем в 50 раз легче стеклянных аналогов. Они идеально подходят для носимой электроники, одежды, ремешков умных часов, а также для туризма, яхт, фасадов и окон. При этом органические панели дешевле кремниевых благодаря более простому синтезу и возможности печати на рулонных принтерах.
Разработка показала выдающуюся механическую устойчивость: после 200 циклов растяжения сохраняется 85,3% первоначальной эффективности, а после 7000 циклов изгиба — 80,1%. Материал также обладает отличной термической стабильностью, работая при температуре до 70°C. Для сравнения: КПД кремниевых панелей сегодня составляет 20–24%, но они жёсткие и тяжёлые, а их срок службы достигает 25 лет (у полимерных пока 3–5 лет).
Как пояснил соавтор работы, заведующий лабораторией фотовольтаических материалов УрФУ Иван Жидков, сегодня разработчики во всём мире пытаются сбалансировать стабильность, эффективность и износостойкость полимерных панелей. «Применение таких материалов не за горами», — подчеркнул учёный. Суть работы заключалась в том, чтобы правильно отрегулировать структуру полимера и скомбинировать слои для достижения нужных свойств.
Фото: Департамент по связям с общественностью УрФУ
