Солнечные модули, которые могут быть замечены на крышах многих зданий, главным образом, состоят из полупроводникового кремния. Они тяжелые и следовательно дорогостоящие, чтобы обеспечить на крышах.
Кроме того, они не гармонируют очень хорошо с их средой.Органические солнечные батареи, которые состоят из органических молекул как полиэтиленовые пакеты или пищевая пленка, являются альтернативой этим обычным солнечным батареям. Органические солнечные клетки разрешимы и могут поэтому быть произведены, используя принтер. Так как они – очень тонкий и легкий вес, установка этого тонкого легкого устройства преобразования во множестве различных местоположений выполнима, кроме того, цвет и форма солнечных батарей могут также быть приспособлены.
Один из текущих недостатков, однако: эффективность органической гелиотехники еще не достигла эффективности кремниевых солнечных батарей.Процессы на нано уровнеОдин из основных параметров для сбора урожая большего количества энергии от гибких солнечных батарей является расположением молекулярных компонентов материала.
Это важно для энергетического преобразования, потому что, как в случае «классической» солнечной батареи, свободные электроны должны быть произведены. Чтобы сделать это, органическим солнечным батареям нужны два типа материала, тот, который жертвует электроны и другой, который принимает их.
Интерфейс между этими материалами должен быть как можно больше, чтобы преобразовать свет в электричество. До сих пор не было известно точно, как молекулы выравнивают друг с другом во время процесса печати и как кристаллы, которые они формируют, растут во время процесса сушки. Как пигменты в чернилах принтера, молекулы первоначально содержатся в решении.
«Чтобы быть в состоянии управлять расположением компонентов, мы должны понять то, что происходит на молекулярном уровне во время процесса сушки», объясняет доктор Ева М. Херзиг из Мюнхенской Школы Разработки (MSE) в ЖИВОТЕ. Решить такие маленькие структуры в сохнущем фильме с соответствующей резолюцией времени представляет собой экспериментальную проблему.
Рентген дает понимание процессаРаботая в сотрудничестве с Национальной лабораторией Лоуренса Беркли в США, Штефан Проллер, докторант в MSE, использовал рентген, чтобы сделать молекулы и их процессы видимыми во время печати пластмассовой пленки.
Он определил различные фазы, которые разворачиваются во время сушки фильма.Первоначально растворитель испаряется, в то время как другие материалы остаются в решении.
Это приводит к увеличению концентрации пластмассовых молекул во влажном фильме, пока электронный даритель не начинает кристаллизовать. В то же время электронный получатель начинает формировать совокупности. Быстрый процесс кристаллизации следует, выдвигая совокупности электронного получателя ближе вместе.
На данном этапе расстояние между интерфейсами этих двух материалов определено, который тесно связан с эффективностью. Чтобы систематически улучшить солнечные батареи, этим шагом в процессе печати нужно управлять.В процессах оптимизации последней стадии в отдельных материалах происходят, как оптимизация упаковки кристаллов.«Производственная скорость также играет важную роль», объясняет Проллер.
Хотя этот образец сохранен с более быстрыми процессами сушки, совокупности и кристаллы, сформированные материалами, влияют на остаток от формирования структуры так, чтобы более медленное формирование структуры оказало более положительное влияние на заключительную эффективность.Исследователи теперь хотели бы использовать свое понимание процессов, чтобы получить определенный контроль над расположением материалов, используя другие параметры.
Эти результаты могли тогда быть переданы промышленному производству и помощи, чтобы оптимизировать его.