Исследователи разрабатывают высокопроизводительные, растягиваемые солнечные элементы

Химическая структура недавно разработанного проводящего полимера и характеристики растягиваемых органических солнечных элементов с использованием материала.Кредит: Джоул (2023).Doi: 10.1016/j.joule.2023.11.005

Поскольку рынок носимых электрических устройств быстро растут, растягиваемые солнечные элементы, которые могут функционировать в рамках деформации, получили значительное внимание в качестве источника энергии.Чтобы построить такие солнечные элементы, необходимо, чтобы их фотоактивный слой, который преобразовал свет в электричество, демонстрировал высокие электрические характеристики, обладая механической эластичностью.Тем не менее, удовлетворение обоих этих двух требований является сложной задачей, что затрудняет развитие растягиваемых солнечных элементов.

26 декабря исследовательская группа KAIST из Департамента химической и биомолекулярной инженерии (CBE) во главе с профессором Бумджун Ким объявила о разработке нового проводящего полимерного материала, который достиг как высоких электрических показателей, так и эластичности, внедряя при этом наивысший в мире растягивающий органическийсолнечная батарея.

Бумага под названием «Жесткие и мягкие блокируемые сопряженные полимеры обеспечивают высокопроизводительные внутренние растягиваемые органические солнечные элементы», была опубликована в Joule 1 декабря.

Органические солнечные элементы - это устройства, фотоактивный слой, который отвечает за превращение света в электричество, состоит из органических материалов.По сравнению с существующими неорганическими солнечными элементами на основе материала, они являются более легкими и гибкими, что делает их очень применимыми для носимых электрических устройств.

Солнечные элементы как источник энергии особенно важны для построения электрических устройств, но высокоэффективные солнечные элементы часто не имеют гибкости, и поэтому их применение в носимых устройствах, следовательно, ограничено этой точкой.

Команда, возглавляемая профессором Ким, сопряжала высоко растяжимый полимер с электрически проводящим полимером с превосходными электрическими свойствами посредством химической связи, и разработала новый проводящий полимер с электрической проводимостью и механической растяжкой.Этот полимер соответствует самым высоким уровням эффективности фотоэлектрической конверсии (19%) с использованием органических солнечных элементов, а также в 10 раз превышает растяжимость существующих устройств.

Таким образом, команда построила самый высокий в мире растягиваемый солнечный элемент, который можно растянуть до 40% во время работы, и продемонстрировала его применимость к носимым устройствам.

Профессор Ким сказал: «Благодаря этому исследованию мы не только разработали наиболее эффективные в мире растягиваемую органическую солнечную батарею, но также важно, чтобы мы разработали новый полимер, который может быть применим в качестве базового материала для различных электронных устройств, которые должны быть податливыи/или эластичный. ”

Больше информации: Jin-Woo Lee et al., Жесткие и мягкие блок-колимеризованные конъюгированные полимеры обеспечивают высокоэффективные растягиваемые органические солнечные элементы, джоул (2023).Doi: 10.1016/j.joule.2023.11.005