Учёным удалось снизить стоимость солнечных батарей. Вы не поверите, но в пять раз

Учёные разработали дешёвые полимерные материалы для солнечных элементов, достигшие эффективности почти 20% при себестоимости менее $0,36 за ватт — это революция в доступной "зелёной" энергетике.

Высокая стоимость фотоактивных материалов до недавнего времени была серьёзным ограничением для широкого применения органических солнечных элементов (OSC) в промышленности. Однако учёные совершили важный прорыв, разработав и синтезировав два новых полимерных донора на основе PTQ — PTQ14 и PTQ15, содержащих трифторметильную (CF₃) группу. Эти материалы обладают простой структурой и существенно снижают производственные затраты.

Стоимость новинок составляет примерно 35 тысяч долларов за килограмм, что в 5-6 раз ниже по сравнению с высокопроизводительными аналогами. При этом введение группы CF₃ позволило улучшить молекулярную упаковку и электронные характеристики, особенно у PTQ15, где наблюдается более плотная π-π упаковка, способствующая эффективной передаче заряда.

Органические солнечные элементы, изготовленные на основе PTQ15, демонстрируют исключительно быструю передачу заряда — всего за 1,40 пикосекунды, что в разы превышает показатели предыдущих решений. Потери напряжения удалось снизить до 0,506 В, а нерентгеновские потери — до 0,190 эВ.

Итоговая эффективность солнечного элемента составила 19,96%, что является абсолютным рекордом для устройств, использующих недорогие органические материалы. Кроме того, при производстве на открытом воздухе достигнута эффективность 19,37%, что также является выдающимся результатом.

Главное преимущество — низкая себестоимость: всего $0,36 за ватт установленной мощности, что делает эти солнечные элементы самыми доступными среди всех существующих OSC и открывает путь к масштабному и экономически выгодному промышленному производству экологически чистой энергии.