На думку американських хіміків, навіть незначні забруднення, які не виявляються за допомогою звичайних методів дослідження, негативно впливають на роботу сонячних батарей.
Якщо в сонячних батареях, зроблених з неорганічної речовини, передача заряду відбувається миттєво, то в батареях, зроблених з органіки, цього не відбувається. На контактах таких панелей створюються екситон. Саме вони несуть заряд до електронів.
Принцип пристроїв, зроблених з полімерів
Альтернативні енергетичні пристрої, зроблені з полімерів, працюють на основі того, що пара донор-акцептор поширюється по всій площі пристрою. Тому в таких сонячних панелях перенесення заряду здійснюється за взаємною схемою.
Саме тому продуктивність об’ємно-гетероперехідних конструкцій вища, ніж продуктивність пристроїв, зроблених з неорганічних матеріалів.
Недоліком полімерних моделей є їх висока чутливість до забруднення. Навіть незначні частинки бруду заважають просуванню переносників зарядів. Вони виконують функції пасток для екістонів, тим самим збільшують їх рекомбінацію і не дають доходити до електронів.
Американським дослідникам Алану Хігеру і Джільермо Базаново, які працюють над цією проблемою, вдалося з’ясувати, що провідники з полімерних сполук з різних серійних партій по-різному перетворять світлову енергію в електричну.
Дослідники виявили залежність вироблення електрики в таких приладах від маси молекули органічної речовини. Досліджуючи цю проблему, вдалося встановити, що маса електрона змінюється за рахунок присутності в донора забруднення, яке не видно неозброєним оком.
Дослідження довели, що для зниження продуктивності сонячних панелей з полімерів досить навіть самих мінімальних забруднень донора. Значення менше 1% здатні відчутно позначитися на продуктивності полімерної сонячної батареї. Про такий вплив забруднень на сонячні батареї до цього вченим нічого не було відомо.
За допомогою традиційних методів контролю над матеріалами для виробництва енергетичних панелей з полімерних матеріалів виявити такі мінімальні значення було просто неможливо. Тільки використання сучасного методу мас-спектрометрії і надточного обладнання дозволило розрізнити наявність домішки в донора.
Фахівці, що вивчають органічні р-функціональні системи здивовані тим, що такі незначні за своїм розміром домішки, які можуть виникати в ході синтезу основного органічного елемента сонячних панелей здатні так істотно впливати на їх продуктивність.
Як захистити органічні панелі?
На ринку прилади для перетворення енергії Сонця в електричну постійно знижуються в ціні за рахунок розвитку наукоємних технологій. Цей факт істотно збільшує популярність таких пристроїв у споживача.
Розробники тепер вирішують проблеми захисту таких виробів від зовнішніх чинників, які не тільки знижують продуктивність, а й можуть повністю вивести їх з ладу. Оскільки сонячні батареї розташовуються на відкритому просторі, то використовувати в якості захисної поверхні скло не можна. Дуже швидко воно може прийти в непридатність через дію несприятливих атмосферних впливів.
Самі панелі являють собою набір клітин, в яких відбувається накопичення фотонів сонячного світла. Матеріали, використовувані для виготовлення сонячних панелей, тендітні і вимагають додаткового захисту.
Якщо під час експлуатації буде пошкоджено захисне скло, то доведеться зайнятися ремонтом. Для зниження фінансових витрат можна використовувати низку зпходів. По-перше, не варто використовувати такі батареї в регіонах, де часто йде град або дмуть сильні вітри, які можуть зіпсувати захисне покриття сонячної батареї.
Крім цього скоротити витрати на ремонт можна за допомогою зменшення розміру самої панелі. Адже навіть якщо вона пошкодиться, то її заміна обійдеться дешевше заміни батареї більшого розміру.
Однак при покупці такого сучасного обладнання слід пам’ятати, що цілісна панель, що складається з дрібних сегментів, буде коштувати дорожче, ніж панель з великих елементів.
Можна захистити сонячні батареї за допомогою зміни нахилу їх під час негоди. Це допоможе зменшити силу удару граду під час негоди. Крім цього, під час граду або сильних поривів вітру можна закрити батарею спеціальними захисними покриттями, які потім знімаються після негоди.
В цілому проблема захисту енергетичних пристроїв, що працюють на сонячному світлі, залишається однією з актуальних сьогодні. Це перспективний вид альтернативної енергетики, проте, відсутність технічного рішення для їх захисту гальмує поширення такого обладнання.
