Teollisuusuutiset

Polymeerimateriaalien sisäinen rakenne vaikuttaa aurinkokennojen tehokkuuteen

2018-07-30
EurekAlert !:n mukaan tieteellinen uutislähetyslaitos (American Association for Advancement of Science, AAAS), Ranskasta, Venäjältä ja Kazakstanista peräisin olevien materiaalitieteilijöiden kansainvälinen tutkimusryhmä totesi, että polymeerien sisäinen rakenne on hyvin järjestetty ja voi tehdä orgaanisia aurinkokennot. Tehokkuutta on parannettu huomattavasti. Tämä viimeisin tutkimus julkaistiin Journal of Materials Chemistry A.

Aurinkopaneelit ja paristot ovat tulevaisuuden sähköntuotannon kaksi lupaavinta menetelmää. Vuodesta 2017 alkaen maailmanlaajuisesti asennettujen aurinkopaneeleiden kokonaisteho on 400 GW. Aurinkoenergian nopea kehitys perustuu pääasiassa akkujen hintojen jatkuvaan vähenemiseen ja sen tehokkuuden jatkuvaan parantamiseen.

Uusien materiaalien esittely on yksi tapa parantaa aurinkokennojärjestelmiä. Aurinkopaneeleissa perusominaisuudet, joita tarvitaan valon energian muuntamiseen sähköenergiaksi, ovat aurinkosähkö- tai aurinkokennot, jotka koostuvat pääasiassa monikiteisestä piistä, erittäin puhtaasta monikiteisestä piin muodosta. On selvää, että tiedemiehet ovat kiireisiä etsimässä vaihtoehtoisia materiaaleja polypiilille ja orgaaniset polymeerimateriaalit, joilla on aurinkosähköominaisuudet, ovat tärkeimpiä ehdokkaita.

Tutkijat sanovat, että fluoriatomien lisääminen polymeereihin voi lisätä aurinkokennojen tehokkuutta. Tämä menetelmä, joka tunnetaan fluorina, on osoitettu parantavan polymeerin aurinkosähkötehoa, mutta periaatteet ovat vähemmän tunnettuja. Uudessa tutkimuksessa selvitetään fluorin positiivinen vaikutus akun tehokkuuteen muuttamalla materiaalin sisäistä rakennetta.

Monien kokeiden jälkeen tutkimusryhmä valitsi orgaaniset polymeerimateriaalit, joilla oli paremmat aurinkosähköominaisuudet ja tutkivat edelleen niiden mikrostruktuuria. Röntgenanalyysin jälkeen havaittiin, että polymeerin sisäinen rakenne oli tilattu. Samanaikaisesti sen molekyylimassavirtausmateriaaleilla on parempi juoksevuus, mikä mahdollistaa materiaalin sähköä paremmin. Aurinko- soluille tämä on ehdottomasti valtava etu.

Yksi tutkijoista, professori Dimitri Ivanov, Moskovan fysiikan ja teknologian instituutin toiminnallisen orgaanisen komposiittilaboratorion johtaja ja Ranskan kansallisen tieteellisen tutkimuskeskuksen johtaja, sanoi: "Tämän tutkimuksen haaste on valita molekyylejä, parantaa paristojen tehokkuutta. Energiatasot ja supramolekulaaristen rakenteiden kehittäminen, jotka mahdollistavat latauksen kuljettamisen elektrodeihin. "