Ученые приблизились к созданию прозрачных солнечных панелей

Исследователи из Мичиганского университета (США) нашли способ радикально увеличить проводимость органических материалов в солнечных элементах. Открытие может приблизить создание полностью прозрачных солнечных панелей, которые можно будет использовать в окнах и на фасадах зданий, пишет Science Daily.

«В течение многих лет люди относились к плохой проводимости органических веществ как к неизбежному факту, но это не всегда так», — говорит глава исследования, профессор Мичиганского университета Стивен Форрест. Сегодня для изготовления солнечных панелей используют неорганические проводники, такие как кремний, которые имеют тесно связанные атомные сети, что облегчает движение электронов по материалу. У них есть два очевидных недостатка: высокая стоимость и непрозрачность, что делает невозможным их широкое использование. Органические материалы гораздо дешевле, но они имеют гораздо более слабые связи между отдельными молекулами, что затрудняет перемещение электронов. Однако, ученым удалось увеличить проводимость таких материалов в несколько миллионов раз.

В современных органических материалах электроны могут перемещаться только на несколько сотен нанометров. Команда мичиганских ученых выяснила, что тонкий слой молекул фуллеренов — круглых молекул углерода, также называемых Buckyballs, позволяет электронам перемещаться на расстояние до нескольких сантиметров. Учитывая, что в одном сантиметре содержится 10 млн нанометров, увеличение проводимости составляет миллионы раз.

Сегодня поверхность органических солнечных элементов должна быть покрыта проводящим электродом, который собирает электроны в точке, где они первоначально генерируются. Но свободно движущиеся за счет фуллеренов электроны могут быть собраны далеко от места их возникновения. Это значит, что можно будет «сжать» проводящий электрод в невидимую сетку и таким образом изготовить полностью прозрачные панели, которые могут использоваться в окнах зданий.

Профессор Форрест предупреждает, что до широкого распространения новой технологии пока далеко. Но он уверен, что открытие сделает прорыв в альтернативной энергетике. «Я считаю, что солнечная энергия является ключом к питанию нашей постоянно перегревающейся и все более переполненной планеты, — говорит он. — Это означает, что солнечные элементы должны быть использованы для повседневных объектов, таких как фасады зданий и окна. Подобная технология может помочь нам производить энергию недорого и почти незаметно».