Материалы портала «Научная Россия»

Российские ученые создали полностью неорганические солнечные батареи из перовскита с высоким КПД

Российские ученые создали полностью неорганические солнечные батареи из перовскита с высоким КПД
Результаты исследований показали хорошую эффективность устройств.

Ученые из Сколковского института науки и технологий, Института проблем химической физики РАН и МГУ им. М. В. Ломоносова создали эффективные полностью неорганические перовскитные солнечные батареи, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Сколтеха. Новые устройства показали высокие КПД преобразования света (10,5%), сопоставимые с КПД перовскитных батарей на основе классических гибридных материалов (около 12%).

По словам одного из авторов статьи в журнале Journal of Physical Chemistry Letters профессора Центра электрохимического хранения энергии Сколтеха Павла Трошина, устройства показали хорошую эффективность и высокую воспроизводимость электрических характеристик от образца к образцу. Полученные результаты говорят о высоком потенциале неорганических комплексных галогенидов, что открывает новые возможности направленного дизайна фотоактивных материалов для эффективных и стабильных перовскитных солнечных батарей.

Что такое перовскитные солнечные батареи

Перовскитом называют редкий для поверхности Земли минерал, титанат кальция, а перовскитами – различные материалы с кристаллической решеткой, схожей с решеткой перовскита. В 2009 году было показано, что перовскиты могут эффективно преобразовывать энергию видимого света в электричество, и с тех пор они считаются одними из самых перспективных материалов для применения в солнечной энергетике. Авторитетный научный журнал Science в 2013 году включил солнечные батареи на основе перовскитов в десятку главных научных прорывов года.

Батареи на основе перовскита дешевле кремниевых, их производство не токсично, а сами батареи на основе перовскита можно делать тонкими и гибкими для размещения на поверхностях любой кривизны.

Сегодня лучшую эффективность преобразования света в электричество показывают гибридные перовскитные фотоэлементы на основе органо-неорганических материалов APbI3, где A может быть различными органическими катионами (A=CH3NH2+ или HC(NH2)2+)

КПД лучших лабораторных образцов таких устройств достигает 22% и приближается к характеристикам фотоэлементов на основе кристаллического кремния, однако вывод на рынок подобных устройств очень затруднен из-за их плохой эксплуатационной стабильности – они очень быстро деградируют во время своей работы в условиях внешней среды из-за термического и фотохимического разложения перовскитов.

Чем заменить гибридные перовскитные солнечные батареи

Наиболее эффективным подходом к созданию стабильных перовскитных материалов считают полную замену органических катионов на неорганические. Однако вместе с такой заменой резко падает эффективность устройства – например, солнечные батареи на основе пленок CsPbI3, полученных осаждением из раствора, ранее показывали эффективность преобразования света всего в 2-3%.

В новой работе российские ученые предложили получать CsPbI3 за счет другого процесса – термического соиспарения йодидов цезия и свинца. В результате солнечные батареи на базе такого неорганического перовскита в их измерениях показывали стабильный КПД около 10%. При этом контрольные образцы солнечных элементов с аналогичной архитектурой на основе пленок гибридного перовскита CH3NH3PbI3 обладали сопоставимыми эффективностями в 10-12%.

 

 

Источник: tass.ru

перовскит солнечная энергия солнечные батареи

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий