Материалы большинства современных солнечных батарей способны хранить энергию от солнца в течение всего нескольких микросекунд.Новая технология, разработанная химиками Калифорнийского университета обеспечивает хранение солнечной энергии в течение нескольких недель – новость, который может изменить способ проектирования солнечных батарей.
Ведущий автор исследования Sarah Tolbert говорит: «Биология делает очень хорошую работу по созданию энергию из солнечного света.Растения могут делать это через фотосинтез с чрезвычайно высокой эффективностью. В процессе фотосинтеза растения, использующие солнечный свет, имеют организованные наноразмерные структуры в своих клетках, которые сохраняют положительные и отрицательные заряды разделенными.Это разделение играет ключевую роль в эффективности процесса».
Для захвата энергии из солнечного света, обычные солнечные клетки используют кремний, довольно дорогой материал.Можно делать более дешевые солнечные батареи с помощью пластика, но существующие пластиковые солнечные элементы являются относительно неэффективными, в значительной степени потому, разделенные положительные и отрицательные электрические заряды часто рекомбинируют прежде, чем они могут стать электрической энергией.
«Современные пластиковые солнечные элементы не имеют четко определенных структур, как растения, и мы раньше не знали, как сделать их», сказал Tolbert.«Но эта новая система может держать заряды порознь в течение нескольких дней или даже недель». Органические фотоэлектрические материалы имеют полимер – донор и нано-фуллерен – акцептор.Полимерный донор поглощает солнечный свет и передает электроны фуллерену- акцептору, и процесс генерирует электрическую энергию.
Пластиковые материалы имеют неорганизованную структуру, и расположение компонентов: доноров и акцепторов, делает затрудняет получение тока из клетки. Технология, разработанная в UCLA упорядочивает элементы более аккуратно. Как отметил Tolbert, новый дизайн также более экологически чистый, чем современные технологии, потому что материалы можно собрать в воде, а не в токсичных органических растворах, которые широко используются сегодня. Сейчас химики работают на том, как включить технологию в производство реальных солнечных батарей.