Светочувствительный компонент органических фотоэлементов состоит из полимеров и малых молекул. Такие элементы легко производить, они получаются очень тонкими и гибкими. Однако их эффективность все еще намного уступает стандартным кремниевым вариантам. Добавив слой оксида олова, физики из Нидерландов создали органические фотоэлементы с КПД свыше 17%, самым высоким среди материалов такого типа.

Органические фотоэлементы изготавливаются из тонких слоев различных материалов, каждый со своими свойствами, которые размещаются на подложке. Самый важный — светочувствительный слой, преобразующий свет в электрический заряд и отделяющий электроны от дырок, а также запирающий и транспортный слой, который выборочно направляет электроны к электроду.

«В большинстве органических фотоэлементов транспортный слой делают из оксида цинка, прозрачного и проводящего материала, который располагается под активным слоем, — сказал Давид Гарсия Ромеро, один из исследователей. — Оксид цинка обладает большей реакционной способностью, чем оксид олова, поэтому последний должен дать большую стабильность».

Хотя оксид олова уже показал в прошлом высокий потенциал, оптимальный способ его превращения в подходящий транспортный слой для органических фотоэлементов не был найден. Ученые из Университета Гроненгена использовали метод нанесения слоя атомов, который позволяет вырастить слои высокого качества и подходит для массового производства рулонов фотоэлементов, пишет Science Daily.

Испытания показали, что эффективность органических фотоэлементов с атомно-тонким слоем оксида олова достигает 17,2%. Коэффициент заполнения, важный параметр качества солнечного элемента, достиг 79%, то есть рекордных показателей для такого типа структуры.

Более того, оптические и структурные характеристики слоя оксида олова можно настроить изменением температуры нанесения материала. Максимальный КПД был достигнут в элементах, транспортный слой которых был нанесен при температуре 140 градусов Цельсия.

Разработчики убеждены, что высокие показатели нового органического фотоэлемента — отличный отправной пункт для дальнейшего развития устройства, обладающего превосходными механическими свойствами и прозрачностью.