Будущее за возобновляемыми источниками энергии, и органические солнечные батареи играют в этом ключевую роль. Профессор Дуюнг Хах из Университета Абдуллаха Гюля (Турция) представил новый тип органической батареи с уникальной полусферической формой, демонстрируя возможные очертания этого будущего.
Энергия по доступной цене
Ключевым элементом преобразования света в электричество является солнечная батарея. Пока традиционные кремниевые батареи, благодаря многолетним улучшениям, прочно обосновались на крышах, их органические аналоги быстро набирают популярность, обещая оптимизированную производительность.
Так называемые органические фотоэлектрические (OPV) ячейки изготавливаются из обычных углеродсодержащих материалов, таких как пластик и красители, что делает их более гибкими и легкими. С потенциально более низкой стоимостью производства эти OPV-ячейки представляют собой крайне перспективную технологию.
Теперь OPV-ячейки можно гнуть, драпировать и даже вплетать в ткани, открывая революционные способы использования солнечной энергии. Представьте себе здания, вырабатывающие электроэнергию независимо от их ориентации, носимые электронные устройства, заряжающиеся в течение дня, или даже интеллектуальные сельскохозяйственные системы, питающиеся непосредственно от солнца.
Для создания таких ячеек профессор Хах использовал специальный вычислительный метод - трехмерный анализ методом конечных элементов (FEA). Он позволяет разделить структуры на более мелкие части, а затем смоделировать и проанализировать поведение всей структуры в различных условиях.
Полусферическая ячейка при анализе FEA с поперечно-электрически (TE) поляризованным светом показала поразительное увеличение поглощения света на 66%, подтвердив теорию профессора Хаха. При воздействии поперечно-магнитного (TM) поляризованного света наблюдалось аналогичное, но меньшее увеличение, порядка 36%.
Этот скачок эффективности органических солнечных батарей выходит далеко за рамки лаборатории и предполагает революцию в том, как мы питаем все, от небольших электронных устройств до полномасштабных энергосистем.
Полусферическое будущее солнечных батарей
Помимо увеличения поглощения, полусферическая структура обеспечила более широкое покрытие - 81 и 82 градуса для TE и TM поляризаций соответственно, что указывает на их потенциальное использование в носимых электронных устройствах.
"Благодаря улучшенному поглощению и характеристикам всенаправленности, предлагаемые активные слои в виде полусферической оболочки найдут применение в различных областях использования органических солнечных батарей, таких как биомедицинские устройства, а также в окнах и теплицах для выработки электроэнергии, Интернете вещей и т.д.", - подчеркнул профессор Хах в своем заявлении.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Photonics for Energy.
