2018-09-16 12:26:00
Наша страна / Девять лет назад японские учёные разработали новый материал для солнечных батарей, но их КПД составлял только 4%. Недавно российские физики смогли поднять этот параметр почти до 19%.
В 2009 году группа японских учёных обратила внимание на металл-органические соединения в качестве материалов для солнечных батарей. За основу они взяли иодид метиламмония и свинца с брутто-формулой CH3NH3PbI3 и кристаллической структурой аналогичной минералу перовскиту. Поэтому такие батареи получили название перовскитных.
Хотя первые устройства имели КПД всего в 4%, но были гораздо дешевле традиционных кремниевых, поэтому учёные продолжали совершенствовать их. В частности, замена метиламмония на формамидиний позволила достичь КПД 20% — почти как у кремниевых батарей. Но всё же специалисты хотели сделать более эффективные батареи на исходном материале, поскольку теоретически их коэффициент полезного действия может достигнуть 60%.
Недавно российские учёные в сотрудничестве с итальянскими коллегами подняли КПД перовскитных солнечных батарей до рекордных 18,8%. Для этого они добавили в исходный иодид метиламмония и свинца кремниевые наночастицы. Данный способ модификации материала оказался и простым, и дешёвым. Ученые надеются в будущем увеличить эффективность батарей ещё на несколько процентов. Ранее пробовали использовать золотые и серебряные наночастицы, но они взаимодействовали с иодом и увеличивали оптические потери.
Роль наночастиц заключается в том, что они рассеивают свет в рабочий слой батарей, увеличивая тем самым эффективность поглощения. Изготовить кремниевые наночастицы очень просто с помощью сфокусированного на пластине кремния, помещённой в толуол. Недостатком новых батарей является их невысокий ресурс — 1500 часов, но учёные ищут пути решения и этой проблемы, чтобы увеличить срок работы перспективных солнечных панелей.
- страна: Россия
- отрасль: Энергетика и водоподготовка