Органические солнечные элементы - это устройства, которые преобразуют солнечный свет в электричество с помощью углеродных материалов, а не кремния, как в обычных панелях. Они гибкие, дешевле в производстве и подходят для крупномасштабного выпуска. Однако слабое место - контакты на основе самоорганизующихся монослоёв на поверхности оксида индия-олова. Такие контакты легко разрушаются под действием света и тепла, что мешает коммерческому использованию.

Группа Ге Цзыи из Нинбоского института материаловедения и инженерии Китайской академии наук разработала стратегию молекулярного замка. Они нанесли в вакууме тонкий слой соединения индия с хлором между электродом и слоем, переносящим положительные заряды. Этот слой запускает обмен лигандами - химическую реакцию, в результате которой образуется прочная сеть связей индий-кислород-фосфор. Она плотно и равномерно закрепляет монослой.

Работа опубликована 21 октября в журнале Joule. Небольшие элементы, созданные с такой прослойкой, показали коэффициент преобразования энергии 20,4 процента. Этот коэффициент - доля солнечного света, которую устройство превращает в электричество.

Мы масштабировали метод до больших модулей с площадью 15,6 квадратного сантиметра и достигли рекордного коэффициента активной области 18,8 процента, приводит слова Лю Цюаня, одного из авторов, пресс-релиз.

Устройства также продемонстрировали многообещающую стабильность. После 2000 часов работы при максимальной мощности и непрерывном освещении при 25 градусах Цельсия они сохранили более 85 процентов начальной эффективности. Отслеживание точки максимальной мощности - это метод, при котором условия работы постоянно подстраивают, чтобы снимать наибольшую возможную мощность.

Авторы считают, что подход даёт универсальную платформу для создания эффективных, стабильных и масштабируемых органических фотомодулей. По их мнению, он помогает преодолеть давнее противоречие между эффективностью, стабильностью и масштабируемостью. При этом речь идёт о лабораторных образцах, а не о готовых коммерческих продуктах.

Источник: Tech Xplore