Российские и итальянские физики разработали прототип долгоживущей солнечной батареи на базе перовскитов. Она способна проработать около 3,5 тыс. часов без существенных потерь в производительности. Уже сейчас эти батареи можно использовать в качестве компактных источников питания для маломощной электроники, сообщила в понедельник пресс-служба НИТУ «МИСиС».
«Ученые выявили, что использование хлорных легирующих добавок в составе перовскитной тонкой пленки ведет не только к повышению приборных характеристик — достижению КПД в 20,1%, но и увеличивает долговечность работы в течение 3500 часов, что соответствует мировому уровню. Результат был подтвержден и при масштабировании образцов до промышленных прототипов размером 25 квадратных сантиметров», — говорится в сообщении.
Перовскиты — гибкие и легкие полупроводниковые материалы. По устройству они похожи на природный минерал перовскит, хорошо поглощающий свет и превращающий его в другие формы энергии благодаря тому, что внутри него расположены «кубы» из атомов металлов и восьмигранники из атомов кислорода.
Уже сейчас эти источники питания не уступают и часто превосходят кремниевые аналоги по эффективности поглощения солнечного света, однако их практическому применению пока мешают несколько серьезных недостатков. Российским и зарубежным физикам под руководством Даниила Саранина, старшего научного сотрудника НИТУ «МИСиС», удалось ликвидировать одну из главных проблем перовскитных батарей — резкое снижение эффективности при длительной работе.
Покрытие для перовскитных батарей
Саранин и его коллеги сфокусировали свое внимание на взаимодействии трех разных слоев перовскитных батарей: один из них поглощает частицы света, а два других транспортируют электроны и «дырки», области с положительным зарядом. Химические взаимодействия между этими слоями приводят к накоплению внутри перовскитов соединений йода и свинца, которые снижают эффективность работы солнечных батарей.
Российские и итальянские исследователи обнаружили, что процесс накопления этих соединений в толще перовскитов можно замедлить, если покрыть поверхность транспортирующих слоев при помощи раствора хлорида цезия. Такая процедура, как обнаружили ученые, не только повышает долговечность фотоэлементов, но и увеличивает их КПД — с 18,06% до 20,13%.
Для проверки свойств защитного покрытия ученые создали небольшой прототип перовскитной батареи, обработанной хлоридом цезия, а также экспериментальный образец промышленного фотоэлемента площадью пять на пять сантиметров. Последующие наблюдения показали, что новый подход позволил продлить жизнь перовскитным солнечным панелям более чем в три раза, в результате чего прототипы проработали без существенных потерь мощности почти 3,5 тыс. часов.
Уже сейчас, как отмечают Саранин и его коллеги, разработанные ими фотомодули можно применять для снабжения энергией различных лабораторных приборов и маломощной электроники, в том числе различных гаджетов и сенсоров. При этом исследователи предполагают, что в будущем применимость этих солнечных источников питания заметно расширится.
Российские и итальянские физики разработали прототип долгоживущей солнечной батареи на базе перовскитов. Она способна проработать около 3,5 тыс. часов без существенных потерь в производительности. Уже сейчас эти батареи можно использовать в качестве компактных источников питания для маломощной электроники, сообщила в понедельник пресс-служба НИТУ «МИСиС».
Загрузка ...
