Полимерные солнечные батареи — технология будущего

Производство фотоэлементов требует много энергии. Обычные модули жесткие и поэтому не могут использоваться повсеместно. Ситуация меняется с органическими фотоэлектрическими элементами — так называемые пластиковые солнечные элементы состоят из углеводородных соединений, которые можно наносить на гибкие пленки без высокотемпературных процессов. Ячейки не содержат вредных веществ и подходят для широкого спектра применений.

Конструкция, функции и производство

Как описано во введении, органические солнечные элементы состоят из углеводородных соединений (пластмасс). Они содержат особую электронную структуру и поэтому действуют как классические полупроводники. Это означает — когда свет попадает на клетки, носители заряда начинают двигаться. Создается напряжение, которое можно снять контактами на поверхности.

Разработка органических солнечных элементов методом проб и ошибок

Хотя обычные солнечные батареи https://alteco.in.ua/products/solnechnue-batarei сделаны из кремния, выбор материала для них является серьезной проблемой, потому что доступны различные решения, последствия которых не всегда известны заранее. Для достижения наилучших результатов исследователи в основном полагаются на процедуры проб и ошибок.

Предпосылкой для этого является то, что:

• органические солнечные элементы поглощают много света;
• внутренние электрические сопротивления небольшие;
• пластмассы служат долго, несмотря на радиацию.

Большой потенциал имеют так называемые тандемные ячейки, которые состоят из нескольких органических полупроводников, расположенных друг над другом. Отдельные слои поглощают разные части света и вместе достигают более высокого уровня эффективности.

Производство пластиковых солнечных элементов потребляет меньше энергии

Тщательно продуманные этапы очистки и энергоемкие высокотемпературные процессы приводят к высоким выбросам CO2 при производстве обычных фотоэлектрических элементов. Когда дело доходит до производства органических солнечных элементов, часто все обстоит иначе — как правило, здесь используются процессы печати с рулона на рулон, чтобы нанести полимеры на наиболее гибкий несущий слой. Процессы быстрые, потребляют сравнительно мало энергии и часто не требуют использования каких-либо опасных химикатов.

Сферы применения органических фотоэлектрических элементов безграничны

Обычные элементы преобразуют максимум 30 % падающего солнечного излучения в электрическую энергию. В настоящее время они достигают более высокого уровня эффективности, чем рассматриваемые в статье солнечные элементы, но нет предела их дальнейшему развитию. Последние работают в пластиковых солнечных элементах, например, путем наслоения различных полупроводников.

Энергосберегающее производство, печать на гибких материалах-носителях и потенциально очень высокая степень эффективности обеспечивают практически неограниченные области применения. Солнечные элементы новейшей технологии могут предложить решения для многих областей в будущем.

Преимущества и недостатки органических солнечных батарей

Главным недостатком является сравнительно низкая эффективность, которая составляет около 15 % в лаборатории и часто менее 10 % на практике.

Преимущества:

• дешевое и быстрое производство;
• производство требует мало энергии;
• разнообразные области применения;
• вклад в защиту окружающей среды и климата.

Недостатки:

• в настоящее время все еще низкая эффективность;
• разложение пластика солнцем;
• отсутствие многолетнего опыта.