Исследователи из университета Чжэнчжоу разработали полимер, который меняет правила игры и достигает почти 20% эффективности органических солнечных элементов (OSC) при стоимости, составляющей крошечную часть стоимости существующих материалов.

Новый полимер Чжэнчжоуского университета, PTQ15, достигает сертифицированной эффективности преобразования энергии 19,96%, самой высокой среди недорогих органических материалов. Стоимость PTQ15 составляет 35 528 долларов за килограмм — это примерно пятая часть стоимости премиальных полимеров, таких как PM6 и D18, цена которых превышает 200 000 долларов за кг. PTQ15 синтезируется в ходе оптимизированного трех-четырехэтапного процесса с выходом более 80%, что позволяет сократить производственные расходы.

В сочетании с акцепторами K1/K6 полимер PTQ15 обеспечивает передачу заряда за 1,40 пикосекунды и минимальную потерю энергии 0,190 эВ. Примечательно, что устройства, обработанные на открытом воздухе при влажности 25%, сохранили эффективность 19,37%, что подтверждает надежность для реального производства. При предполагаемой стоимости в 0,36 доллара за ватт OSC на основе PTQ15 приближаются к экономической эффективности кремниевых фотоэлектрических элементов.

Легкая и гибкая природа OSC делает их идеальными для таких приложений, как портативные зарядные устройства и встроенные в здания фотоэлектрические системы. Исследователи стремятся преодолеть порог эффективности в 20% путем оптимизации донорно-акцепторных пар и морфологии пленки, что потенциально открывает доступ к массовому рынку.

В случае успеха PTQ15 может превратить OSC из лабораторных экспериментов в основные энергетические решения, предлагая более дешевую и экологичную альтернативу традиционным солнечным панелям.