Прогресс в области солнечных элементов ограничивает относительно низкая диэлектрическая постоянная (εr) органических полупроводников, пишет PV Magazine. Этот параметр измеряет относительную диэлектрическую проницаемость субстанции по отношению к вакууму и описывает способность материала удерживать электрический поток. Типичные неорганические полупроводники для фотоэлементов, такие как кремний и арсенид галлия, проявляют довольно высокую εr — около 12. У органических полупроводников этот параметр обычно равен 3-4.

Команда специалистов из Китая и США разработала нефуллереновую пленку особой конфигурации с диэлектрической постоянной, равной 5,04. При соединении с полимерным донором время переноса дырок сократилось с 10 до 5 пикосекунд.

Новый акцептор стал активным слоем в органическом фотоэлементе на подложке из оксида индия-олова. Изначально его эффективность составляла 18,4%, но после оптимизации акцептора она поднялась до 19%. Попутно возросла долгосрочная стабильность элемента.

В планах ученых — усовершенствовать молекулярную структуру таким образом, чтобы одновременно улучшить диэлектрическую постоянную и фотогальванической производительностью. Для достижения этих целей исследователи собираются модифицировать центральный компонент элемента и структуру алкильной боковой цепи.

Солнечные элементы обычно плоские, что максимально увеличивает площадь воздействия солнечного света, и лучше всего работают, когда солнечные лучи падают на них под углом 15–40 градусов. Новое исследование утверждает, что создание крошечных куполов на поверхности органических солнечных элементов может повысить их эффективность на 36% и 66%, в зависимости от поляризации света.