Ученые создали сверхтонкие солнечные батареи

Ученые Кембриджского университета создали сверхтонкие солнечные батареи, используя технологию распыления специальной жидкости. Открытие позволит с легкостью и наименьшими затратами покрывать большие площади, подобные крышам домов, эффективными, сверхтонкими светочувствительными пленками.

Для создания необычных фотоэлементов исследователи взяли два вещества: перилен (perylene) и гексабензокоронин (hexabenzocoronene - HBC), которые впоследствии были растворены в хлороформе. Получившуюся смесь вылили на лист стекла с установленными на нем электродами. После того, как хлороформ испарился, ученые обнаружили оставшуюся пленку толщиной в одну десятую микрона.

При ближайшем рассмотрении оказалось, что перилен поднялся наверх, а HBC кристаллизовался внизу. Внутри же слоя иглоподобные кристаллы перилена частично перемешались с дискообразными молекулами HBC. Для проведения испытаний получившийся "сендвич" был покрыт пленкой алюминия с помощью напаривания. Измерения тока между алюминием и электродом при освещении поверхности показали относительно высокую коэффициент фотоэффекта - до 34 процентов.

Принцип работы такой солнечной батареи прост. Фотоны света попадают на слой материала, выбивая электроны из молекул, с которыми они сталкиваются. Каждое столкновение оставляет дырку, перемещающуюся в материале за потерянным электроном на короткое расстояние. Обычно электронно-дырочные пары рекомбинируют очень быстро. Однако, так как перилен хорошо проводит электроны, а HBC - дырки, то электронно-дырочная пара разрывается на границе слоев. Это приводит к появлению тока электронов в верхнюю часть слоя, а дырок в нижнюю.

Ученые не останавливаются на достигнутом, в их плане стоит повышение эффективности солнечных батарей путем оптимизации ориентации молекул для наибыстрейшего пролета зарядов через слой.