Новый материал для работы солнечных батарей

Международный коллектив ученых усовершенствовал полимерные пленки — основу для органических электронных компонентов. Новый материал перспективен для увеличения емкости в литий-полимерных аккумуляторах, солнечных батареях, модернизации органических полевых транзисторов, сообщает пресс-служба Уральского федерального университета (УрФУ).

Описание и результаты исследования опубликованы в журнале Optik. Органическая электроника использует органические материалы для изготовления микросхем и других электронных устройств. В качестве полупроводников в такой электронике применяют полимерные материалы, которые заменяют традиционные электронные компоненты на основе кремния, меди и т. д.

 В частности, полимерные пленки из поливинилспирта (ПВС) обладают высокой диэлектрической прочностью и способностью к накоплению заряда. Их используют в литий-полимерных аккумуляторах и конденсаторах, светодиодах (OLED) и солнечных элементах. Однако они пока уступают традиционным аккумуляторам на основе кремния в эффективности накопления энергии. И группа ученых выяснила, как сделать пленку из ПВС более энергоэффективной: для этого добавили в ее состав еще один полимер — полиэтиленгликоль (ПЭГ).

«Энергоемкость аккумуляторов напрямую зависит от диэлектрической проницаемости полимерной пленки. Мы проанализировали, как изменяются диэлектрические свойства пленки из ПВС при добавлении ПЭГ в разных концентрациях — 1, 3, 5, 10, 15 и 20 %. Анализ с помощью импедансной спектроскопии показал, что даже при однопроцентной концентрации ПЭГ в составе способность пленки накапливать электроэнергию увеличивается в несколько раз. Следовательно, применение смеси ПВС и ПЭГ увеличит электрическую емкость литий-полимерных аккумуляторов, используемых в мобильных телефонах, цифровых устройствах и, в том числе, в гибридных электромобилях», — поясняет старший научный сотрудник Научно-образовательного центра «Наноматериалы и нанотехнологии» УрФУ Ахмед Хинайш.

Усовершенствованную полимерную смесь можно использовать и в других органических электронных элементах. Так, за счет ее нового состава уменьшаются потери тока в органических полевых транзисторах (OFET).

«Особенность полевого транзистора заключается в низком энергопотреблении при достаточно высоких токах. Сейчас наблюдается повышенный интерес к применению OFET в новых промышленных устройствах. Однако органические транзисторы обладают еще целым рядом недостатков, устранение которых зависит в том числе от улучшения свойств полимерных материалов», — добавляет Ахмед Хинайш.

Над синтезом пленок работали ученые НОЦ «Нанотех», УрФУ (Россия) и Университета Танта (Египет). В дальнейшем исследователи планируют изучить диэлектрические свойства тонких полимерных нанокомпозитов из ПВС с добавлением алюминия.

Источник