Оптимальная толщина перовскита позволила повысить КПД солнечных батарей
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова и Северо-Кавказского горно-металлургического института рассчитали толщину перовскита, который может повысить КПД солнечных элементов до 24,3%. Над исследованием работали доктор физико-математических наук Ахмед Кармоков, кандидат технических наук Олег Молоканов, кандидат физико-математических наук Рита Кармокова, доктор технических и экономических наук Евгений Козырев и инженер центра микроэлектроники и нанотехнологий КБГУ Артур Агоев.
Перед авторами стояла цель — выяснить, как повысить эффективность солнечных технологий. Исследователи посчитали, что на КПД фотоэлектрических преобразователей влияет как толщина поглощающего слоя — перовскита, так и отдельные буферные слои. Речь идет об оксиде цинка и оксиде никеля. Результаты опубликованы в российском научном журнале «Теплоэнергетика».
Перовскитные фотоэлементы способны конкурировать с популярными кремниевыми батареями. Их отличает относительно низкая стоимость изготовления и высокий КПД. В своей модели авторы достигли значения 24,3% при толщине слоя перовскита примерно 1,55 микрометра. Расчетная удельная мощность составила 24,7 милливатта на квадратный сантиметр.
— Для сравнения: коммерческие модели кремния выдают КПД 16–18%. Мы не создавали слои экспериментально, а выполнили компьютерное моделирование в программе SCAPS-1D чтобы подобрать оптимальные параметры, — комментирует Артур Агоев.
Софт SCAPS-1D предназначен для моделирования фотоэлектрических устройств, решает систему уравнений Пуассона и описывает, как заряды движутся внутри полупроводника под действием электрического поля.
В структуру вошли несколько слоев:
- прозрачный электрод — оксида индия-олова (ITO);
- транспортный слой для электронов — оксид цинка (ZnO);
- поглотитель — перовскит (CH₃NH₃PbI₃);
- транспортный слой для дырок — оксид никеля (NiO);
- тыльный электрод — серебро (Ag).
Оксид цинка (ZnO) и никеля (NiO) выбраны не случайно: оксид цинка обеспечивает высокую подвижность электронов, а оксид никеля обладает дырочной проводимостью и хорошей эксплуатационной стабильностью. Оба материала отличаются доступностью и низкой стоимостью.
«Полученные результаты целесообразно использовать при оптимизации перовскитных фотоэлектрических преобразователей», — заключают авторы и отмечают, что их модель не учитывает деградацию перовскита. Поэтому следующим этапом исследований может стать изучение вопросов, связанных со стабильностью параметров материала, и экспериментальная верификация результатов моделирования.
Агоев сообщил, что работает над поиском альтернативных неорганических поглотителей — например на основе сульфидов металлов, которые могли бы дополнить или в перспективе составить конкуренцию перовскитам.
— Нужен материал с таким же поглощением света и подходящей шириной запрещенной зоны — эти параметры играют важную роль в эффективности солнечных элементов, — добавил ученый.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Значение вилочковой железы (тимуса) для здоровья и долголетия, возможно, сильно недооценивалось. Как показали результаты двух новых исследований, нормально функционирующий во взрослом возрасте тимус — залог здорового старения, долгой жизни и высокой выживаемости при раке.
В популярной литературе сверхмассивные черные дыры чаще всего представляют как разрушители звезд и планет. Авторы новой работы попробовали рассчитать, что на самом деле происходит в окрестностях таких объектов и пришли к противоположному выводу.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно