Органические фотоэлементы с рекордной производительностью

03.12.2018

Материаловеды в Университете Эрлангена - Нюрнберга поставили новый рекорд КПД органических фотоэлементов, в которых не используются фуллерены. Проведя несколько сложных оптимизаций, они достигли коэффициента преобразования энергии 12,25 процентов на площади в один квадратный сантиметр. Достижение такой площади было необходимо для начала производства рабочих прототипов.

В последние годы в области органических фотоэлектрических систем (ОФС) был достигнут значительный прогресс. В большинстве случаев, органические солнечные фотоэлементы состоят из двух слоев полупроводников - один из них служит донором электронов, а другой - акцептором, или проводником электронов. В противоположность кремниевым элементам, которые получают из расплава или осаждением в вакууме, слои полимера в ОФС получаются прямым осаждением из раствора на несущую пленку. С одной стороны, это означает сравнительно низкие производственные затраты, а с другой стороны эти гибкие модули проще применять, чем кремниевые, в стесненных городских условиях. Длительное время фуллерены - углеродные наночастицы - считались идеальными акцепторами, однако собственные потери основанных на фуллеренах композитов значительно снижают их эффективность. Таким образом, полученный в Университете Эрлангена - Нюрнберга результат приводит к смене парадигмы в этой области.

Значительные рост эффективности и надежности означает, что печатаемые гибридные ОФС становятся пригодными для коммерческого использования. Однако, для создания прототипов, пригодных для практического применения, технология должна быть перенесена с лабораторных квадратных миллиметров на стандартную площадку в один квадратный сантиметр.

Ученые сумели значительно снизить потери, подстраивая параметры поглощения света, уровни энергии и микроструктуру органических полупроводников. Главной целью этой оптимизации была совместимость донора и акцептора и баланс между плотностью тока и напряжением в цепи, что важно для мощности вырабатываемой энергии.

<< Назад: Гидрогелевые покрытия из графена и крахмала для имплантатов головного мозга 03.12.2018

>> Вперед: Перемещение предметов лучами света 02.12.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Нанопокрытие может помочь сохранить воду в озерах и водохранилищах 04.09.2026

Испарение представляет собой одну из наиболее заметных причин потери запасов пресной воды, особенно в регионах с жарким и сухим климатом. По мере повышения температуры эта проблема становится еще более актуальной: вода из озер, дамб и искусственных водохранилищ быстрее переходит в атмосферу, сокращая объем ресурсов, доступных для населения, сельского хозяйства и промышленности. Один из возможных способов замедлить этот процесс предложил физик Даниэль Кваси Кпегло, недавно получивший степень PhD по физике. Разработанная им концепция предполагает использование очень тонкого плавучего покрытия из наноматериала. Предполагается, что такой слой будет располагаться непосредственно на поверхности воды и выполнять роль своеобразного защитного "одеяла". Его задача заключается в ограничении количества инфракрасного теплового излучения Солнца, достигающего поверхности водоема, благодаря чему вода должна нагреваться медленнее и испаряться в меньшем объеме. Проблема, которую пытается решить ис ...>>

Линейная оптика Vossloh-Schwabe с равномерным освещением без бликов 04.09.2026

Плоские светильники должны одновременно обеспечивать высокую яркость, равномерное освещение и компактные размеры. При этом одна из главных технических проблем заключается в необходимости распределить свет от множества светодиодов так, чтобы на поверхности не появлялись яркие пятна и участки с недостаточной освещенностью. Компания Vossloh-Schwabe предлагает решить эту задачу с помощью специальной линейной оптики, предназначенной для светодиодов SMD W2. Оптика 1R разработана таким образом, чтобы формировать однородную яркость без бликов и одновременно уменьшать необходимую высоту светильника. Ее конструкция позволяет эффективнее использовать световой поток светодиодов, что особенно важно при создании тонких плоских осветительных систем. Оптическая эффективность достигает 96%, поэтому большая часть излучения направляется на рабочую поверхность, а потери света остаются минимальными. Главная особенность 1R - широкая фотометрическая диаграмма в форме так называемого "крыла летучей мыши ...>>

Теплицы будущего: ранняя диагностика растений и роботизация производства 03.09.2026

Современная теплица постепенно превращается из обычного сооружения для выращивания растений в высокотехнологичную производственную систему. Камеры, сенсоры и роботизированные платформы позволяют получать значительно больше информации о состоянии культуры и использовать ее для принятия решений. Однако само наличие большого количества датчиков еще не гарантирует практической пользы: важно понимать, насколько точны их показания, удобно ли устанавливать оборудование и действительно ли собранные данные помогают производителю. Именно эти вопросы специалисты Harvestis в Хоогстратене, Бельгия, ранее известного как Proefcentrum Hoogstraten, изучали в ходе испытаний современных сенсорных технологий и роботизированных решений. Особое внимание исследователи уделили автоматическому сбору информации о растениях. На демонстрациях в теплицах были представлены системы IUNU и Hortiworld, причем IUNU Luna предназначена для постоянного мониторинга культуры, прогнозирования урожая и оценки качества выпо ...>>

Компьютерный корпус Deepcool CG580 MESH 2F 03.09.2026

Компания Deepcool представила новую модель компьютерного корпуса CG580 MESH 2F, сделав акцент именно на воздушном потоке и широких возможностях организации охлаждения. Корпус имеет размеры 467 x 235 x 501 мм и выполнен в современном стиле с боковой панелью из закаленного стекла. Благодаря прозрачной стенке внутренние компоненты хорошо видны, что особенно актуально для систем с декоративной подсветкой. Внутреннее пространство разделено на верхнюю и нижнюю части, благодаря чему разработчикам удалось удобнее организовать размещение компонентов и кабелей, а также создать более рациональную схему движения воздуха. Главное внимание специалисты уделили вентиляции. Передняя панель корпуса выполнена в формате MESH и имеет большую площадь перфорации, поэтому воздух может свободно поступать внутрь. Уже в штатной комплектации CG580 MESH 2F оснащается двумя крупными 160-мм вентиляторами. При необходимости пользователь может значительно расширить систему охлаждения: суммарно корпус рассчитан н ...>>

Объединение МРТ и нейроинтерфейса в единую систему uMR Shenguan 02.09.2026

Современные интерфейсы мозг-компьютер постепенно переходят от простого наблюдения за активностью нервной системы к технологиям, способным одновременно анализировать и изменять работу определенных участков мозга. Китайские специалисты представили систему, которая объединяет эти возможности в рамках одной платформы. Разработчики называют uMR Shenguan первым в мире полноциклическим интерфейсом мозг-компьютер на основе магнитно-резонансной томографии. Проект реализовали совместно Shanghai United Imaging Healthcare и Тяньцзинский университет. Ключевое отличие новой платформы заключается в замкнутом характере ее работы. МРТ используется не только для регистрации мозговых сигналов: система сначала декодирует полученную информацию, затем осуществляет целевое воздействие на мозг и после этого измеряет возникшие изменения. Таким образом, результаты вмешательства можно практически сразу сопоставлять с исходными данными, превращая МРТ из исключительно диагностического инструмента в центральный ...>>

Случайная новость из Архива Эта опасная ветроэнергетика 07.04.2007 На перевале Альтамонт-Пасс, к востоку от залива Сан-Франциско (США), уже около тридцати лет работает крупная ветроэлектростанция. Здесь в 70-х годах прошлого века установили более 5000 ветродвигателей, причем без всякой предварительной экологической экспертизы. Сейчас выяснилось, что ветряки опасны для птиц. Перевал Альтамонт-Пасс известен своими сильными и почти постоянными ветрами, а в то же время он является важным путем миграции многих видов птиц. По сообщению экологов, под лопастями ветродвигателей ежегодно гибнет от 900 до 1300 птиц, в том числе занесенных в Красную книгу. Пока владельцам электростанции придется отключать на два месяца половину ветряков, в следующие два месяца - другую половину. Надеются, что эти меры позволят уменьшить гибель птиц. В дальнейшем есть планы заменить ветродвигатели на более современные, установленные на более высоких башнях, чтобы птицы реже в них врезались. Еще один недостаток, замеченный за ветродвигателями, - они могут создавать помехи радиолокаторам. Но помех можно избежать модернизацией радарной аппаратуры и используемых в ней компьютерных программ.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026