Исследователи из Инженерной школы Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали солнечные элементы с использованием органических компонентов и разместили их в теплицах, чтобы продемонстрировать пример использования в агроэлектроэнергетике.
Поскольку многие страны ищут способы отказаться от ископаемого топлива, солнечная энергия является одним из возобновляемых источников энергии, к которым все стремятся получить доступ. Однако развертывание крупных солнечных ферм конкурирует с необходимостью кормить растущее население планеты. Вот где начинается область агровольтаики.
Этот метод позволяет двойное использование имеющейся земли и позволяет производить солнечную энергию наряду с сельским хозяйством. Эта область все еще находится в зачаточном состоянии, и необходимы дальнейшие инновации, чтобы сделать ее популярной. Одним из таких нововведений могут стать органические солнечные батареи.
Традиционно солнечные элементы изготавливаются из неорганических веществ, таких как кремний, которые плохо разлагаются и считаются одной из будущих проблем, с которыми человечеству придется столкнуться через несколько десятилетий.
Исследовательская группа под руководством Ян Яна, материаловеда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, обратилась к органическим материалам, то есть к тем, которые содержат углерод в качестве одного из компонентов, для изготовления солнечных элементов. Этот метод, однако, имеет недостаток, заключающийся в том, что падающий солнечный свет вызывает окисление органических компонентов, что приводит к их разложению и значительному снижению их эффективности.
Ян и его команда обратились к материалу, L-глутатиону, добавив слой к органическим солнечным элементам, чтобы преодолеть пагубное воздействие. Слой L-глутатиона предотвращает окисление материалов и сохраняет их эффективность даже после 1000 часов непрерывного использования.
Чтобы протестировать свои полупрозрачные органические солнечные элементы, исследователь использовал их в прототипах небольших теплиц, где они выращивали такие культуры, как бобы мунг и брокколи. Чтобы продемонстрировать эффективность элементов, исследователи использовали прототип контрольной теплицы, в котором использовались неорганические или обычные солнечные элементы. Исследователи обнаружили, что урожай в теплице с органическими солнечными батареями превзошел урожай вырощерный в обычной теплице.
