Des chimistes californiens découvrent comment fabriquer des panneaux solaires en polymère haute performance

Un exemple de panneaux polymères

Les chimistes de l'Université de Californie ont proposé un schéma d'organisation des cellules solaires polymères qui améliore leur efficacité. Le système vous permet d'économiser la charge accumulée non pas en microsecondes, comme les batteries polymères conventionnelles, mais pendant plusieurs jours. Les scientifiques ont été inspirés, bien sûr, par l'exemple de la nature.

La photosynthèse est un processus étonnant, complexe et très efficace (dans le cas de la chlorophylle), grâce auquel toute vie existe sur la planète. Au cours de l'évolution, les plantes ont appris une technologie à plusieurs étapes pour produire de l'énergie électrique à partir de photons. Dans ce cas, la structure de la plante est telle que l'électron est séparé de la molécule qui a reçu une charge positive et en reste séparée. En conséquence, la charge est conservée.

Les ingénieurs tentent de remplacer les panneaux en silicium à hautes performances et coûteux par des panneaux en polymère bon marché , mais ils ont un défaut - leur structure conduit souvent au fait que l'électron nouvellement obtenu est réuni avec le donneur, ce qui réduit le coefficient de conversion photoélectrique des panneaux. Le coefficient typique pour les panneaux de polymère est d'environ 5%, tandis que pour le silicium il atteint 25% et pour les structures multicouches de divers matériaux, il dépasse même 30%.

Auparavant, les ingénieurs ne savaient pas comment donner aux panneaux en polymère une structure plus efficace. Les panneaux de polymère standard ressemblent à une purée bien mélangée de longues molécules de polymère spaghetti et de boulettes de viande-fullerènes. Les polymères agissent en tant que donneurs, transférant des électrons aux accepteurs de fullerène, mais ils «sautent» souvent sans s'arrêter aux accepteurs.


Le monstre macaroni comprend les enjeux

Maintenant, les chimistes californiens ont proposé la bonne façon de mettre de l'ordre dans la structure. Dans les panneaux fabriqués selon leur méthode, des morceaux de spaghetti en polymère contiennent plusieurs boulettes de viande de fullerène à l'intérieur, tandis que d'autres fullerènes entourent ces morceaux à l'extérieur. L'électron arrive d'abord aux fullerènes internes, d'où il va aux fullerènes externes, où il peut être lié pendant plusieurs jours, voire des semaines. Et cela augmente considérablement l'efficacité des panneaux.

En même temps, des solutions toxiques ne sont pas nécessaires pour assembler de tels panneaux - ils peuvent être collectés dans de l'eau ordinaire. Et le processus d'assemblage est grandement simplifié - il suffit, selon les chimistes, de simplement "jeter tous les matériaux préparés dans l'eau, et ils s'assembleront dans la structure souhaitée". Maintenant, les chimistes travaillent sur le processus de fabrication de vrais panneaux solaires basés sur cette technologie.

Source: https://habr.com/ru/post/fr380767/