Вчені з Кембриджського університету виявили прихований квантовий механізм, що дозволяє створювати полегшені, доступні та прості у виготовленні сонячні панелі з органічного матеріалу. Це відкриття, здатне змінити енергетику, базується на теорії майже 100-річної давності.
Дослідники виявили в органічному напівпровіднику явище, яке раніше вважалося можливим тільки в неорганічних матеріалах, таких як оксиди металів. Так, з’явився інноваційний спосіб перетворення світла на електрику, пише SciTech Daily.
Які особливості нового матеріалу?
Експерти вивчили особливий клас органічних молекул під назвою P3TTM. На відміну від більшості подібних матеріалів, де електрони спарені, у P3TTM є один вільний електрон. Коли ці молекули утворюють тонку плівку, їхні незв’язані електрони починають взаємодіяти один з одним, шикуючись у певному порядку.
“У цьому і полягає справжня магія”, — пояснив провідний дослідник Кембриджа Бівен Лі. “Коли світло потрапляє на таку плівку, один з електронів ‘перестрибує’ на сусідню молекулу. У результаті на одній молекулі утворюється позитивний заряд, а на іншій — негативний. Ці заряди можна витягти, отримавши електричний струм”.
Які переваги нової технології?
Технологія здатна виправити ключовий недолік органічних сонячних панелей. Досі для поділу зарядів їм був потрібен “сендвіч” із двох різних матеріалів — донора й акцептора електронів, що ускладнювало конструкцію.
Нова ж речовина генерує електрику сама по собі, потребуючи лише одного шару. Створений на її основі прототип сонячного осередку показав майже 100% ефективність збору заряду — іншими словами, майже кожен фотон світла був перетворений на корисний електричний заряд.
Це означає, що в майбутньому можна буде випускати простіші, легші та дешевші сонячні батареї з єдиного матеріалу. Їх можна буде наносити на будь-які поверхні, подібно до фарби, що особливо важливо для інтеграції в фасади будівель, автомобілі та електроніку.
“Ми не просто покращуємо старі конструкції. Ми починаємо нову главу в сонячній енергетиці, демонструючи, що органічні матеріали здатні генерувати заряди самостійно”, — заявив професор Хьюго Бронштейн.
Раніше повідомлялося, що сонячні панелі дають більше енергії, ніж нафтові корпорації. Сім найбільших китайських виробників сонячних панелей останнім часом генерують для світу більше корисної енергії, ніж нафтові гіганти на кшталт ExxonMobil, Shell і BP. Епоха домінування копалин добігає кінця, чому сприяє низка факторів.
