Сотрудники шведского Университета Линчёпинга (LiU) вместе с китайскими и американскими коллегами разработали органические солнечные элементы (Polymer Solar Cell, PSC) выгодно отличающиеся от своих предшественников ускоренным разделением зарядов и существенно меньшим, необходимым для этого количеством энергии — так называемой «движущей силой». Полученные ими результаты опубликованы в журнале Nature Energy.

До сих пор в научных кругах бытовало мнение, что функционирование органических солнечных батарей требует большой движущей силы, которая, в свою очередь, служит фактором ограничивающим эффективность преобразования энергии. Большая группа исследователей во главе с Фэн Гао (Feng Gao), доцентом LiU, опровергла это убеждение. Разработав органическое устройство с крайне малой движущей силой, к.п.д. 9,5% и внутренним квантовым выходом 90%, они показали, что у солнечных элементов этого типа внутренних ограничений не больше, чем у других фотоэлектрических технологий.

Традиционно, органические солнечные элементы состоят из полупроводящего полимера и фуллеренов (сферические молекулы углерода, C60). В них действительно для эффективного генерирования заряда нужна большая движущая сила, ~0,3 эВ.

В цитируемой работе, авторы заменили фуллерен небольшими полупроводящими молекулами. Помимо снижения движущей силы (энергия переноса заряда практически равна ширине запрещённой зоны материалов донора-акцептора) это сделало органические элементы более стабильными, как показано в ещё одной работе Фэн Гао, опубликованной в соавторстве с пекинскими коллегами в Advanced Materials.