Новый материал для солнечных батарей, способный выдержать длительное облучение жесткой радиацией, создали и экспериментально испытали российские физики в составе международного научного коллектива. Статья о разработке опубликована в журнале Materials Today Energy. Работа выполнена при поддержке грантов РНФ (22-61-00047 и 22-13-00463).
Заведующий кафедрой электрофизики УрФУ Иван Жидков и рентгеновский фотоэлектронный спектрометр, на котором измеряли свойства новых материалов. Источник фото: пресс-служба УрФУ
Во всем мире растет интерес к применению в реальной энергетике солнечных элементов на основе перовскитов (ПСБ). Эффективность таких батарей уже превысила порог в 26%, объяснил соавтор работы, заведующий кафедрой электрофизики УрФУ Иван Жидков. Однако такие солнечные элементы имеют серьезный недостаток — разрушаются под действием радиации (космических излучений, солнечного света и так далее).
«Мы решили эту проблему, частично заменив ионы свинца в сложных галогенидах на ионы кальция, стронция и бария. Замещение свинца было от 1 до 10%, так как полная замена катионами щелочноземельных металлов приводит к тому, что материал становится практически непригодным к использованию в качестве поглотителя света в фотоэлектрических устройствах», — рассказал заведующий комплексом лабораторий функциональных органических и гибридных материалов ФИЦ ПХФ и МХ РАН Павел Трошин.
По его словам, модификация перовскитов путем замены 1% положительно заряженных ионов свинца катионами щелочноземельных металлов привела к улучшению фотостабильности и радиационной стойкости материала.
«Полученные материалы были подвергнуты облучению гамма-лучами и электронными пучками. Лучшие из разработанных образцов смогли успешно перенести высокие дозы гамма-лучей (5,5 миллионов грей) и потоки электронов (30 квадриллионов на квадратный сантиметр). Такие дозы, например, получит космический корабль за 15 лет полета», — пояснил Иван Жидков.
Отметим, в создании нового материала для солнечных батарей на основе полностью неорганического искусственного перовскита принимали участие специалисты из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН в Черноголовке, Физико-технологического института УрФУ (Екатеринбург), Института физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения РАН (Екатеринбург), Университета Теннесси (США) и Научно-исследовательского института HIT в Чжэнчжоу (Китайская Народная Республика).
Источник информации и фото: пресс-служба УрФУ
