Químicos de California descubren cómo hacer paneles solares de polímero de alto rendimiento

Un ejemplo de paneles de polímeros Los

químicos de la Universidad de California propusieron un esquema para organizar las células solares de polímeros que mejora su eficiencia. El sistema le permite ahorrar la carga acumulada no en microsegundos, como las baterías de polímero convencionales, sino durante varios días. Los científicos se inspiraron, por supuesto, en el ejemplo de la naturaleza.

La fotosíntesis es un proceso sorprendente, complejo y altamente eficiente (en el caso del uso de clorofila), gracias al cual toda la vida existe en el planeta. En el curso de la evolución, las plantas han aprendido tecnología de múltiples etapas para producir energía eléctrica a partir de fotones. En este caso, la estructura de la planta es tal que el electrón está separado de la molécula que ha recibido una carga positiva y permanece separada de ella. Como resultado, el cargo se conserva.

Los ingenieros están tratando de reemplazar los paneles de silicio caros y de alto rendimiento con polímeros baratos , pero tienen un defecto: su estructura a menudo conduce al hecho de que el electrón recién obtenido se reúne con el donante, lo que reduce el coeficiente de conversión fotoeléctrica de los paneles. El coeficiente típico para los paneles de polímero es de aproximadamente el 5%, mientras que para el silicio alcanza el 25%, y para las estructuras multicapa de diversos materiales, incluso supera el 30%.

Anteriormente, los ingenieros no sabían cómo dar a los paneles de polímero una estructura más eficiente. Los paneles de polímero estándar se asemejan a una mezcla bien mezclada de moléculas largas de espagueti-polímero y albóndigas-fullerenos. Los polímeros actúan como donantes, transfiriendo electrones a los aceptores de fullereno, pero a menudo "retroceden" sin detenerse en los aceptores.


El monstruo de los macarrones comprende lo que está en juego

Ahora, los químicos de California han propuesto la forma correcta de poner orden en la estructura. En los paneles hechos de acuerdo con su método, los grumos de espagueti de polímero contienen varias albóndigas de fullereno en el interior, mientras que otros fullerenos rodean estos grumos en el exterior. El electrón llega primero a los fullerenos internos, desde donde va a los fullerenos externos, donde puede unirse durante varios días o incluso semanas. Y esto aumenta enormemente la eficiencia de los paneles.

Al mismo tiempo, no se requieren soluciones tóxicas para ensamblar tales paneles; se pueden recolectar en agua ordinaria. Y el proceso de ensamblaje se simplifica enormemente: según los químicos, es suficiente simplemente "arrojar todos los materiales preparados al agua, y se ensamblarán en la estructura correcta". Ahora los químicos están trabajando en el proceso de fabricación de paneles solares reales basados ​​en esta tecnología.

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