Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги наманган муҳандислик – Қурилиш

ОРГАНИЧЕСКИЙ СОЛНЕЧНИЙ ФОТОЭЛЕМЕНТ 
докторант М.Х.Имомов, PhD В.О.Кувондиков, PhD И.И.Тажибаев 
(Институт ионно-плазменных и лазерных технологий АН РУз) 
 
Ученые всегда ищут способы сделать солнечную энергию максимально 
эффективной, доступной и эстетически привлекательной [1]. Некоторые из 
самых захватывающих исследований и разработок, происходящих сегодня в 
отрасли, вращаются вокруг создания тонких, гибких солнечных батарей с 
использованием 
органических 
солнечных 
батарей. 
Традиционные 
кристаллические солнечные фотоэлементы обычно изготавливаются из 
кремния. Органический солнечный фотоэлемент использует материалы на 
основе углерода и органическую электронику вместо кремния в качестве 
полупроводника для производства электричества от солнца. Органические 
фотоэлементы также иногда называют «пластиковыми солнечными 
фотоэлементами» или «полимерными солнечными фотоэлементами». Одно 
из самых больших различий между кремниевой фотовольтаикой и 
органической фотовольтаикой заключается в их физической структуре - 
органические солнечные элементы (ОСЭ) изготавливаются из соединений, 
которые обычно растворяются в чернилах и печатаются на тонких пластиках, 
что означает, что ОСЭ могут быть гибкими и внедряться в большее 
количество мест или структуры, чем кристаллические фотоэлектрические. 
Они даже могут быть использованы для создания солнечных окон. В то 
время как органические фотогальванические элементы представляют собой 
захватывающую новую технологию, предстоит пройти долгий путь, прежде 

---

278 
чем они смогут сравниться с эффективностью, уже достигнутой в солнечных 
элементах на основе кремния. Однако, учитывая широкий спектр 
потенциальных применений ОСЭ, может пройти совсем немного времени, 
прежде чем они станут широко используемой технологией для получения 
солнечной энергии. Кроме того, органические элементы дешевы в 
изготовлении и физически универсальны, а это означает, что после 
улучшения характеристик органические солнечные продукты могут 
конкурировать с традиционными кристаллическими элементами. 
Как работают органические солнечные элементы? Подобно 
монокристаллическим и поликристаллическим кремниевым солнечным 
элементам, органические солнечные элементы генерируют электричество 
посредством фотоэлектрического эффекта. Фотоэлектрическая батарея 
превращает солнечный свет в полезное электричество в три упрощенных 
этапа: 
1. Свет поглощается и выбивает электроны из полупроводникового 
материала 
2. Свободные электроны текут и создают электрический ток 
3. Ток захватывается и передается на провода 
В органическом солнечном элементе фотоэлектрический процесс такой 
же, но в качестве полупроводникового материала вместо кремния 
используются соединения на основе углерода. 
В целом, органические элементы очень похожи на кристаллические 
кремниевые солнечные элементы. Наиболее заметным отличием между 
двумя типами элементов является полупроводниковый слой; вместо 
кристаллического кремния в органических клетках используются соединения 
на основе углерода (органические молекулы), которые нанесены 
чрезвычайно тонким слоем на пластиковую подложку. Как сравниваются 
органические клетки и клетки кристаллического кремния? Этих три 
основных фактора, которые солнечные покупатели могут рассмотреть: 
эффективность, материалы и цены. 
Эффективность солнечного элемента измеряет, какой процент 
поступающего солнечного элемента, попадающего на солнечный элемент, 
преобразуется в электричество. Согласно последние данные, органические 
солнечные элементы показали эффективность, превышающую почти 17 
процентов (хотя некоторые недавние эксперименты подтолкнули это число 
на несколько процентных пунктов выше в контролируемых ситуациях)[3]. 
Наиболее эффективные солнечные панели из кристаллического кремния, 
доступные сегодня, имеют КПД более 22 процентов. ОСЭ еще предстоит 
пройти путь, прежде чем они смогут конкурировать с кремниевыми 
солнечными батареями только с точки зрения эффективности. Поскольку 
органические элементы изготавливаются с использованием чернил на основе 
и могут демонстрировать прозрачность, они обычно дают гибкую солнечную 
панель, которая может быть установлена более уникальными способами, чем 
традиционные солнечные панели (например, на стенах или в виде окон)[2]. 
Солнечные панели, изготовленные из органических элементов, не 

---

279 
являются коммерчески доступными, поэтому сравнение цен на продукты на 
основе кремния затруднительно. Тем не менее, цена традиционных 
солнечных панелей снижалась каждый год в течение последнего десятилетия, 
и солнечные установки становятся все более и более доступными с 
технологическими и производственными усовершенствованиями. 
Одним из недостатков технологии органических клеток традиционно 
является более низкая экологическая устойчивость органических продуктов - 
влажность, воздействие кислорода и солнечный свет оказывают более 
выраженное негативное влияние на органику по сравнению с 
кристаллическими клетками. Однако недавнее исследование, проведенное 
глобальной группой инженеров, выявило потенциальное решение этих 
проблем деградации. Удаление определенной молекулы (называемой 
метиловым эфиром фенил-C61-масляной кислоты или PCBM) из верхнего 
слоя органических клеток. Изменение приводит к снижению потенциального 
ущерба от кислорода и воды. По мере того, как все больше таких открытий 
обнаруживается, тестируется и внедряется в реальных продуктах, ожидается, 
что органические фотоэлектрические технологии будут все больше 
конкурировать с традиционными кристаллическими технологиями. 
Можете ли вы получить солнечные батареи с органическими 
элементами? Органические солнечные элементы - это захватывающая и 
многообещающая технология, которая в дальнейшем увеличит количество 
мест, доступных для солнечной генерации. На данный момент в наших 
лаборатория еще проходят испытания и исследования, и поэтому их нельзя 
приобрести для установки солнечных батарей.