Ученые применили флуоресцентный краситель для повышения эффективности солнечных батарей

Недавно ученые из Йельского университета объявили о возможности значительно улучшить способность солнечных элементов поглощать свет и преобразовывать его в электрическую энергию путем добавления еще одного слоя флуоресцентного органического красителя.

Этот скюариновый краситель, который обладает высокой флуоресценцией, «работает», увеличивая поглощение света и колебания электронов и тем самым повышая коэффициент преобразования света в энергию. Как утверждают ученые, полученные результаты свидетельствуют о новом пути для развития более дешевых, более эффективных солнечных батарей.

Как известно, полимерные солнечные элементы привлекательны, в первую очередь, тем, что имеют низкую стоимость, небольшой вес и механическую гибкость. Однако, их способность преобразовывать солнечный свет в электричество оставляет желать лучшего – почти 50 процентов от поглощенной световой энергии попросту теряется, главным образом, за счет того, что молекулярная решетка полимера имеет недостаточно упорядоченную структуру на наноуровне.

Добавляя флуоресцентный краситель, который основан на хорошо известном биохимическом механизме – резонансном переносе энергии Фёрстера (FRET) – в полимерный солнечный элемент, исследователи достигли 38-процентного увеличения эффективности преобразования света в энергию.

В этом новом типе солнечной батареи, сформированной на базе механизма FRET с гетеропереходами, дополнительная энергия может перемещаться от одной молекулы к другой на большие расстояния. Краситель, обладающий высокой поглощающей способностью в близком инфракрасном спектре, расширяет спектральное поглощение солнечных элементов и улучшает передачу электроэнергии.

«Наша стратегия одновременно решает ряд вопросов», – говорит ведущий автор исследования Андре Д. Тэйлор, доцент химического машиностроения и инженерной защиты окружающей среды в Йельском университете. «Комбинируя различные материалы, каждый из которых обладает высоким коэффициентом преобразования, мы может создавать еще более эффективные солнечные элементы», – добавляет он.