Перовскиты объединили с кремнием в солнечных батареях. Получилось и недорого, и эффективно — Naked Science
5 минут
Василий Парфенов

Перовскиты объединили с кремнием в солнечных батареях. Получилось и недорого, и эффективно

4.0

Европейские ученые предложили конструкцию солнечных батарей, в основе которой лежит монолитный слой из двух материалов — перовскита и кремния. Общая эффективность преобразования света в электричество составила более 29%, а стоимость производства при этом не возросла.

Перовскиты объединили с кремнием в солнечных батареях. Получилось и недорого, и эффективно
(A) — схематичное изображение тандемной монолитной ячейки солнечной батареи на основе перовскита и кремения; (B) — фотография такой ячейки, сделанная при помощи сканирующего электронного микроскопа / ©Monolithic perovskite/silicon tandem solar cell with >29% efficiency by enhanced hole extraction, Amran Al-Ashouri1, Eike Köhnen et al., Science 11 Dec 2020: Vol. 370, Issue 6522, pp. 1300-1309, DOI: 10.1126/science.abd4016

Научная работа с описанием исследования и результатами эксперимента опубликована в журнале Science. Ее авторы — ученые из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (Helmholtz-Zentrum Berlin, Германия), Потсдамского университета (Германия) и Шеффилдского университета (Великобритания), а также специалисты из Каунасского технологического университета (Литва) и Люблянского университета (Словения).

В теоретической части исследования рассматриваются перспективы повышения эффективности существующих технологий производства солнечных панелей. Материалы со структурой перовскитов не первый год привлекают внимание ученых в качестве альтернативы кремнию. Однако фотоэлектрические преобразователи этого типа получаются либо токсичными при разрушении (на основе свинца), либо недостаточно эффективными (на основе олова). При этом они все равно могут быть существенно дешевле кремниевых солнечных батарей.

Гипотетически существует множество способов радикально поднять эффективность фотоэлектрических преобразователей на основе перовскитов. Но до сих пор большинство из них так и не вышли за стены лабораторий. Также высказывались предложения объединить кремний и перовскиты в тандемный монолитный слой. Подобный материал может иметь высокую эффективность при преобразовании света в электричество.

Авторы описываемой научной работы подобрали необходимые химические соединения для такой батареи. Свои теоретические выкладки они проверили на экспериментальном образце. Фотопреобразователь выдавал стабильное напряжение в 1,92 вольта и продемонстрировал эффективность 29,15%. При этом, несмотря на отсутствие защитного покрытия, активный слой сохранил характеристики на 95% во время испытаний длительностью 300 часов.

В будущих исследованиях ученые планируют решить несколько прикладных и теоретических задач. Во-первых, еще при работе над этой статьей у команды появилось несколько идей повысить эффективность фотопреобразователя. А во-вторых, необходимо отладить технологический процесс производства и проверить, насколько легко его можно реализовать в промышленных масштабах. Результаты эксперимента показывают, что при сравнимой стоимости с кремниевыми солнечными батареями новые тандемные с перовскитом будут эффективнее и не менее долговечными.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 15:52
5 минут
Ольга Иванова

Американские ученые проанализировали опыт жизни в изоляции населения Рапа-Нуи, чтобы выяснить, с какими проблемами могут столкнуться первые переселенцы на Марс и как эффективнее решить подобные вопросы.

Вчера, 11:36
3 минуты
Ольга Иванова

Причем древние породы оказались менее чувствительны к отношениям с владельцем, чем молодые.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: