Солнечные элементы играют важную роль в производстве энергии без выбросов во всем мире. В настоящее время большинство солнечных элементов изготавливаются из кремния, производство которого является дорогостоящим и энергоемким. Кроме того, многие из этих солнечных элементов поставляются из Китая, поскольку там имеются крупные месторождения кремния.
В настоящее время большинство солнечных элементов изготавливаются из кремния. Фото: REUTERS Поэтому большие надежды возлагаются на материал перовскит, который считается перспективной альтернативой кремнию. Этот кристаллический материал столь же эффективен, как кремний, но у него есть один серьезный недостаток: он не особенно долговечен. Перовскитные солнечные элементы служат всего 1 год, тогда как кремниевые элементы остаются стабильными до 20 лет.
Высокие температуры, в частности, повреждают перовскит, вызывая быстрое разложение материала. А летом солнечные элементы подвергаются интенсивному воздействию солнечной радиации.
Исследователи из Технологического университета Джорджии нашли новый метод, который может сделать перовскитные солнечные элементы более стабильными. Они добавляют титан в солнечные элементы, что должно сделать их более устойчивыми к теплу.
Для этого исследователи использовали тип солнечного элемента, который имеет слоистую конструкцию, как батарея. Через него проходят положительные и отрицательные электроды, а между ними находится перовскитная ячейка. Исследователи обработали перовскит газообразным титаном в условиях небольшого вакуума. Этот процесс называется инфильтрацией из паровой фазы. Таким образом, титан стал частью верхнего слоя солнечного элемента, который особенно подвержен нагрузкам.
Исследователи предполагают, что новый титановый компонент сделает солнечные элементы на основе перовскита более долговечными и может способствовать созданию более экологически чистой и экономически эффективной технологии солнечных элементов в среднесрочной перспективе. Более совершенные перовскитные элементы также могут повысить независимость США от Китая в вопросах солнечных элементов.