Учёным удалось разработать высокоэффективные растягивающиеся солнечные элементы

Исследовательская группа под руководством профессора Бумджуна Кима смогла создать растягивающийся солнечный элемент на основе полимерного материала. Впервые полимерный материал демонстрирует такую высокую эффективность фотоэлектрического преобразования, равную 19%. Причём этот материал функционирует даже при растяжении больше, чем на 40% от своего первоначального размера. Он может растягиваться как резина. Полимер проводящий и имеет высокие фотоэлектрические свойства. Учёные полагают, что их разработка будет использоваться в качестве источника питания для носимых электронных устройств следующего поколения.

Рынок носимых электронных устройств быстро увеличивается и растягивающиеся солнечные элементы будут востребованы в качестве источника энергии. Чтобы они функционировали, требуются высокие электрические характеристики их фотоактивного слоя. Причем, они должны сочетаться с высокой механической эластичностью. Совмещение этих двух требований является довольно сложной задачей. Это осложняет создание растягивающихся солнечных элементов.

В конце прошлого года исследовательская группа KAIST из Департамента химической и биомолекулярной инженерии (CBE) под руководством профессора Бумджуна Кима объявила о создании нового полимерного проводящего материала. Он обеспечивает высокие электрические параметры, а также эластичность. Одновременно они стали наиболее эффективными растягивающимися солнечными батареями из органических материалов.

Органические солнечные панели представляют собой устройства, у которых фотоактивный слой состоит из материалов органического происхождения. Фотоактивный слой в батареях отвечает за преобразование света в электрический ток. Если сравнивать с неорганическими материалами для солнечных панелей, то они легче и гибче. Это делает их хорошо подходящими для производства носимых электрических устройств. Для таких девайсов особенно важным являются высокоэффективные гибкие солнечные элементы. Сейчас их применение крайне ограничено.

Учёные при проведении своей работы соединили высокорастягиваемый полимер с электропроводящим полимером, который имеет превосходные электрические свойства. Соединение они выполнили посредством химической связи, а также разработали проводящий полимер, имеющий высокую механическую растяжимость и электропроводность. Полимер соответствует самому высокому зарегистрированному уровню эффективности фотоэлектрического преобразования при использовании органических солнечных элементов, который составляет 19%. И демонстрирует в 10 раз большую растяжимость. Это самый эффективный в мире растягиваемый солнечный элемент. Во время работы его можно растянуть до 40%. Команда учёных также продемонстрировала применимость полимера для носимых устройств.

Профессор Ким отметил, что благодаря проведённому исследованию они не только разработали наиболее эффективный в мире растягивающийся органический солнечный элемент, но также получили новый полимер, который можно применять в качестве основного материала для различных электронных устройств, где требуются эластичность и податливость.

Исследование, которые провели ученые, было поддержано Национальным исследовательским фондом Кореи.