Ученые из Университета МИСИС предложили новый метод нанесения прозрачных электродов с оксидом индия-олова на солнечные батареи из перовскита.
Они считают, что это поможет увеличить эффективность работы солнечных элементов и сделать их полупрозрачными. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Solar Energy Materials and Solar Cells, пишет РИА Новости.
Ученые НИТУ МИСИС ставили перед собой задачу разработать новый тип солнечных батарей, которые не только будут генерировать электричество, но и пропускать свет. Для этого солнечные элементы должны быть изготовлены из перовскита, а для их работы требуются специальные прозрачные электроды, обладающие хорошей проводимостью электричества.
В настоящее время в промышленности для этих целей применяется оксид индия-олова, который обычно наносят на перовскитные солнечные элементы методом магнетронного напыления. Однако этот метод, по словам ученых, не позволяет создавать высокоэффективные батареи из-за дефектов, свойственных оксиду индия-олову, и повреждения других слоев батареи в процессе напыления. В результате КПД таких солнечных батарей остается низким.
Ученые из НИТУ МИСИС предложили способ нанесения оксида индия-олова с использованием ионно-лучевого напыления. Они считают, что этот метод позволяет получить материал с нужными свойствами без повреждения других слоев батареи и без необходимости высоких температур.
Проведенные исследования показали, что использование ионно-лучевого напыления существенно увеличило КПД солнечных элементов с 3,12% (при магнетронном напылении оксида индия-олова) до 12,65% для образцов, полученных с использованием ионно-лучевого метода.
Инженер Лев Лучников из Лаборатории перспективной солнечной энергетики [L.A.S.E] НИТУ МИСИС сообщил о возможности создания двух видов солнечных элементов – тандемных и полупрозрачных, которые могут интегрироваться в оконные рамы домов.
Тандемные солнечные элементы представляют собой сложную многослойную фотовольтаическую структуру, объединяющую два или более фотоактивных материала для более эффективного использования солнечного света путем расширения спектральной ширины поглощения излучения.
Полупрозрачные солнечные элементы, помимо производства электроэнергии, способны пропускать видимый свет, что позволяет архитекторам и дизайнерам интегрировать их в оконные конструкции, фасады и другие элементы зданий различными способами.
Создатели нового метода отмечают его преимущество в более низкой стоимости, по сравнению с другими методами, такими как нанесение ITO на солнечные элементы с использованием магнетронного напыления с низкой скоростью или графеновых электродов и металлических нанопроволочек, которые делают батареи более дорогостоящими и требующими больше материалов и времени для изготовления.
В исследовании принимали участие специалисты из НИТУ МИСИС, Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН, Сколково, Римского центра гибридной и органической солнечной энергии и Туринского университета.
Исследование было поддержано Министерством науки и высшего образования России в рамках программы «Приоритет-2030». В дальнейшем ученые планируют продолжить разработку тандемных солнечных элементов на основе перовскита и кремния.
Ранее LIVE24 сообщало, что три сильнейшие вспышки класса M произошли на Солнце 31 июля.