Кремниевые солнечные панели, доминирующие на рынке, требуют колоссальных энергозатрат при производстве и используют токсичные вещества, что создаёт проблемы с утилизацией. Органические фотоэлементы, напротив, обещают более чистый жизненный цикл и гибкость, но их главный недостаток — короткий срок службы. Исследователи из Пенсильвании нашли способ исправить эту ситуацию с помощью неожиданного ингредиента, сосредоточившись на веществе под названием 9,10-фенантренхинон, или сокращённо PQ. Это углеводородное соединение, которое уже доступно на рынке по невысокой цене.
Добавляя PQ в активный слой ячейки — ту часть, которая непосредственно поглощает свет, — учёные наблюдали не только повышение механической прочности, но и улучшение электрических характеристик. Результаты экспериментов выглядят многообещающе. В течение 180 часов непрерывного нагрева органические устройства с добавкой PQ сохранили более 93 процентов исходной эффективности преобразования энергии. Для сравнения: при использовании традиционных токсичных добавок этот показатель обычно падает до 76 процентов.
Важно, что PQ не требует сложных манипуляций при производстве. Вещество безопаснее многих аналогов и легко встраивается в существующие технологические процессы. Однако эксперименты с PQ — лишь один шаг в длинной череде поисков. В лаборатории уже изучают другие твёрдые добавки, чтобы понять, насколько широк спектр возможных улучшений и какое место в нём занимает фенантренхинон. Если органическую фотовольтаику удастся сделать достаточно стабильной, человечество получит источник энергии, лишённый многих недостатков кремния: лёгкий, гибкий, дешёвый в производстве и безопасный для окружающей среды.
Технология супершаров повышает эффективность солнечных панелей до 90%.
