Нови материали и конструкции за евтини, ефективни и стабилни полимерни слънчеви фотоелементи

В условията на нарастващи цени на въглеводородните горива и заплахата от глобалното затопляне, оползотворяването на слънчевата светлина и преобразуването й в електрическа е перспективна алтернатива. В момента фотоволтаичните модули са базирани преди всичко на (мулти)кристален силиций или тънкослойни неорганични технологии.

Основните преимущества на полимерните органични фотоелементи (ПОФ) са очакваната ниска цена, не токсичност на материалите, не използването на редки и скъпи химични елементи, бързото възвръщане на използваната за производството им енергия, лесното нанасяне върху различни повърхности (включително гъвкави) чрез техники от типа на печатането.

Настоящият проект си поставя следните изследователски цели:

• подобряване на характеристиките и ефективността на слънчевите ПОФ чрез промени в състава на активния им слой – използване на нови, синтезирани в рамките на проекта донорни и акцепторни материали;
• оптимизиране на нано- и микроморфологията на полимер-органичните слоеве;
• изследване на алтернативни архитектури на ПОФ, а именно инвертирана и тандемна;
• създаване на методика, основана на импедансни и кинетични измервания, за изясняване и подобряване на ниския фактор на запълване на волт-амперните характеристики (ВАХ) на ПОФ;
• изследване на стабилността на получените ПОФ при реални и лабораторни условия.

Органичните слоеве ще бъдат нанасяни центрофужно, а останалите чрез магнетронно разпрашване. Ще се изследват оптичните и структурните свойства на слоевете, а готовите фотоелементи ще се изследват чрез измерване на ВАХ, спектрална чувствителност, импедансни и кинетични измервания.

В резултат на проекта ще се придобият нови знания за начините на получаване на по-ефективни и по-стабилни ПОФ чрез прилагане на нови активни слоеве и нови конструкции на фотоелементите.