Упаковка в защитную нанопленку повышает ресурс органических фотоэлементов

Нанотехнология уже является частью процесса, результирующегося в генерации электрического тока фотоэлементами на основе кремния (которые в настоящий момент времени составляют около 95% рынка фотоэлементов). Кроме этого, нанотехнология находится в фокусе исследований и разработок нового поколения технологии преобразования солнечного излучения. Такая технология включает в себя органические и неорганические фотоэлементы, производные от нанокристаллов, конвертирующих солнечную энергию в электрическую, причем много дешевле, чем традиционные кремниевые фотоэлементы.

Кремниевые фотоэлементы изготавливают из рафинированного кремниевого кристалла высокой степени очистки, аналогичного тем, что используют при изготовлении интегральных схем и компьютерных чипов. Высокая цена таких фотоэлементов и сложность их производства стимулировали интерес к разработке альтернативных фото-вольтаических технологий. По сравнению с кремниевыми фотоэлементами полимерные фотоэлементы много легче (что важно для небольших автономных датчиков), легко утилизируемы, недороги в производстве, гибки и проектируются на молекулярном уровне. Такие наноэлементы настолько малы и технологичны, что могут быть накрашены на изделие тонким слоем. Вполне вероятно, что вскоре окна и стены зданий будут способны генерировать электричество.

На сегодня остается серьезным вопрос – насколько коммерчески конкурентоспособны будут полимерные фотоэлементы по сравнению с кремниевыми. При этом имеются ввиду две основных проблемы: 1) На сегодня к.п.д. органических фотоэлементов имеет порядок 6%, в то время как у кремниевых аналогов он достигает 30%; 2) Полимерные фотоэлементы существенно деградируют со временем – к.п.д. падает при длительном воздействии окружающей среды, в основном, воды, кислорода, ультрафиолетового излучения.

Привлекательность получения дешевых нетрадиционных источников электроэнергии практически любой формы, в том числе и в виде тонких пленок, заставляет исследователей во всем мире работать над этой задачей. Одним из последних результатов является новый полимерный композит на нанотрубках, который имеет возможность существенно повысить долговечность органических фотовольтаических устройств. Руководитель работ Др. Дэвид Керролл (David L. Carroll) – адъюнкт-профессор Университета Вейк Форрест, Северная Каролина, считает, что последняя разработка группы- композитная пленка, включающая в себя фотовольтаический и защитный слой, который успешно защищает фотоэлемент от воздействия воды, кислорода и разрушительного ультрафиолета, пригодна для использования в любых пластиковых фотовольтаических технологиях и позволит изготавливать весьма универсальные и гибкие преоразователи солнечной энергии.

Кэрролл, который также является директором университетского Центра по нанотехнологиям и молекулярным материалам (Center for Nanotechnology and Molecular Materials) , руководит совместными исследованиями с Индийским Институтом Технологии (Харагпур). Научная группа разработала новый полимерный нанотрубочный композит на основе Сарана (Saran) F-310-со-полимера хлористого виниледена и акрилонитрила. Материал имеет высокую прозрачность в видимом диапазоне, хорошие защитные свойства и температурную стабильность и может использоваться в качестве защитной (упаковочной) пленки для органических фотовольтаических устройств. Группа использовала нанотрубки нитрида бора (0,5–1,5% относительно Сарана) в качестве наполнителя, устойчивого к воздействию воды и кислорода. Полученные результаты были опубликованы в февральском (2008) выпуске электронной версии журнала Nanotechnology (A novel polymer nanotube composite for photovoltaic packaging applications).

Опубликовано в NanoWeek,


Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов