Найти тему
Solar-News.ru

Учёные из России опять повысили эффективность перовскитных солнечных элементов

Оглавление

Научный коллектив НИТУ «МИСиС» представил улучшенную версию солнечных батарей на основе перовскитов. Ученые модифицировали фотоэлементы на основе перовскитов, максенами (MXenes) — тонкими двумерными карбидами титана с высокой электропроводностью.

Полученный фотомодуль показал превосходные характеристики с эффективностью преобразования солнечного света, превышающей 19% (аналоги дают 17%) и улучшенной стабильной выходной мощностью. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале NANO ENERGY.

Перовскитные пленочные фотоэлементы — активно развивающаяся во всем мире технология альтернативной энергетики

Солнечные батареи из перовскитов можно печатать на специальных струйных или матричных принтерах без применения вакуумных процессов. Это снижает стоимость устройства по сравнению с традиционными кремниевыми.

Видео "Как работает солнечная батарея?":

Другими их преимуществами являются гибкость: фотоэлемент можно изготавливать на подложках из ПЭТ — лавсана — обычного материала для пластиковых бутылок и компактность, за счет которых пленочные фото-модули можно монтировать на стены зданий и кривые поверхности автомобильных стекол, получая независимый обогрев, либо электропитание.

первоскитные солнечные элементы можно делать гибкими
первоскитные солнечные элементы можно делать гибкими

Solar-news есть везде:
Яндекс.Дзен | Telegram | Вконтакте | YouTube | Подкасты

Перовскитный модуль имеет структуру сэндвича, между слоями которого происходит процесс сбора электронов, в результате которого энергия солнечного света преобразуется в электрическую. При этом слои очень тонкие — от 10 до 50 нанометров, а сам «сэндвич» тоньше человеческого волоса.

Чем менее энергозатратно происходит процесс электронного перемещения внутри «сэндвича», тем эффективнее работает весь модуль.

(Читать по теме: Гибкие солнечные панели: характеристики и особенности применения)

Гибкие перовскитные солнечные элементы можно использовать не только для электропитания промышленных объектов, но и для бытовых предметов. Например, наушников.

Компания JBL представила новые беспроводные наушники Reflect Eternal. Их изюминкой стала возможность никогда не заряжать их привычными способами.

Это стало возможным благодаря использованию материала Powerfoyle шведской компании Exeger, благодаря которому наушники могут подзаряжаться от солнечного света. Как обещает производитель, наушники не нуждаются в ярком солнечном свете, они смогут «работать» и от непрямого света, а также в помещениях и при искусственном освещении. Если только вы не захотите долго слушать музыку в полной темноте, наушники всегда будут обеспечены энергией.

В чём секрет?

Научная группа физиков НИТУ «МИСиС» и Университета Тор Вергата (Милан, Италия) доказали экспериментально, что небольшая добавка максенов на основе карбида титана в светопоглощающие слои перовскита улучшает процесс электронного перемещения и оптимизирует работу батареи.

Название MXenes отражает процесс создания материалов. Они производятся путём травления и отшелушивания атомарно тонких слоев предварительно нанесённого алюминия на слоистые карбиды (MAX phases). MAX phases — слоистые шестиугольные карбиды и нитриды.

«В работе мы демонстрируем полезную роль легирования MXenes как для фотоактивного слоя, так для слоя переноса электронов в транспортных слоях фуллеренов перовскитных солнечных элементов на основе оксида никеля, — рассказала соавтор исследования, сотрудник лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ «МИСиС», аспирант Анастасия Якушева.
Добавление максенов позволяет, с одной стороны, легко настраивать выравнивание уровней энергии на границе перовскит / фуллерены, а с другой стороны, контролировать концентрацию дефектов в структуре ячейки, что, в свою очередь, улучшает сбор фототока».

Созданные на основе нового состава фотоэлементы показали повышенные характеристики с эффективностью преобразования мощности, превышающей 19%.

Это на 2% больше мощности аналогов.

Предлагаемый разработчиками подход может быть легко масштабирован до формата модулей и панелей большой площади, поскольку легирование MXenes (максенами) не меняет технологическую цепочку производства и осуществляется только на первичном этапе растворов для нанесения и не влияет на окончательную архитектуру модуля.

Вступайте в наш телеграм-канал — @SolarNews

Другие новости на сайте Solar-News.ru

Для развития канала нам важна ваша поддержка, подписывайтесь на канал и ставьте лайки.

Вероятно, вам также понравятся следующие материалы:

- Солнечная энергетика производит самую дешевую электроэнергии на многих рынках — WoodMac

- Гибкие солнечные панели: характеристики и особенности применения

- Солнечная электростанция вырабатывала электроэнергию 13 суток без перерыва

по материалам Renen.ru
по материалам Renen.ru

Наука
7 млн интересуются