Новый дешевый метод создания перовскитных солнечных элементов открыт учеными Литвы и Германии

  • Рубрика записи:Солнце

ВИЭ - Новый дешевый метод создания перовскитных солнечных элементов открыт учеными Литвы и Германии

Команда литовских химиков из Каунасского технологического университета (КТУ) в сотрудничестве с учеными из Германии предложили новый подход к созданию селективного слоя в перовскитных ячейках, которые снижают тепловые потери. Синтезированная ими молекула образует монослой, который может использоваться для покрытия самых разных оксидных поверхностей и способствует переносу положительных зарядов (дырок) в перовскитных элементах.

Перовскитные элементы уже успешно начинают конкурировать с повсеместно используемыми кремниевыми солнечными панелями. Новые селективные контактные слои, совместимые со слоями перовскита на подложках, могут положить начало массовому производству.

Сегодня для формирования слоев в перовскитных элементах используют два основных метода: осаждение из газовой фазы и спин-покрытие (центрифугирование). Последний представляет собой процесс капельной подачи раствора на вращающуюся поверхность. Он сопряжен с высокими потерями материала. Для реализации процесса осаждения из паровой фазы необходим нагрев до высоких температур и использование сложных вакуумных технологий. При этом далеко не все молекулы могут испаряться.

ВИЭ - Новый дешевый метод создания перовскитных солнечных элементов открыт учеными Литвы и Германии

Литовские химики смогли получить молекулу, которая образует монослой, равномерно покрывающий оксидные поверхности, включая текстурированные кремниевые поверхности наиболее распространенных солнечных батарей. Новое вещество не относится к полимерам, а его молекулы являются достаточно мелкими для формирования тонкого монослоя в момент погружения объекта в раствор. Благодаря этой особенности, а также высокой скорости синтеза этого вещества, новый подход позволяет значительно сократить затраты на производство перовскитных солнечных элементов.

Читайте также: Тандемные солнечные панели (кремниево-перовскитные) получили эффективность 26,3%

Команда немецких физиков во главе с доктором Стивом Альбрехтом в сотрудничестве с докторантом КТУ Артемом Магомедовым провели успешные опыты по использованию материала в качестве слоя для переноса «дырок» в перовскитных солнечных батареях.

ВИЭ - Новый дешевый метод создания перовскитных солнечных элементов открыт учеными Литвы и Германии

Магомедов, аспирант химико-технологического факультета КТУ рассказал, что идея возникла в процессе изучения самоорганизующихся молекул для формирования электродного слоя толщиной 1-2 нм для равномерного покрытия поверхностей. Во время своей стажировки в Берлине ему удалось успешно применить синтезированный материал и создать первый функционирующий солнечный элемент с использованием тонкого монослоя селективного контакта. Профессор Витаутас Гетаутис подчеркнул вклад молодых ученых, разработавших и реализовавших новую идею.

Применение новой технологии создания монослоя позволяет снизить потери материала и увеличить эффективность преобразования солнечной энергии до 18%. При этом удастся добиться повышения срока службы солнечных элементов. Команда ученых продолжает работу над оптимизацией химического состава нового материала. Последние испытания показали возможность увеличение их КПД до 21% уже в ближайшем будущем.

Напомним, первые перовскитные солнечные панели появились в 2010 году и за восемь лет увеличили свою эффективность, примерно, с 3% до 23%. При этом кремниевым фотоэлементам на это понадобилось около 30 лет и сегодня они уже приблизились к своему теоретическому пределу.

Читайте также: Для создания солнечных электростанций в космосе Китай открывает экспериментальную базу

Источник: ktu.edu