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.

Комментарии

Написать комментарий
Позавчера, 15:58
4 минуты
Мария Кривоченко

Оказалось, сейшельские шама-дрозды разделяют заботу о потомстве между старшими сородичами и помощниками. Это сотрудничество укрепляет социальные связи в группе и помогает поддерживать всех ее членов.

Позавчера, 09:00
9 минут
РХТУ им. Д.И. Менделеева

Водород и его соединения, удобные для компактного хранения, получают в основном переработкой природного газа. Очень заманчиво делать это в совместной конверсии природного и углекислого газов, но для этого нужны доступные и эффективные катализаторы. Один из вариантов – это карбид молибдена, каталитическая активность которого в реакциях конверсии углеводородов сопоставима с дорогостоящей платиной. Российские химики из РХТУ имени Д. И. Менделеева предложили новый способ получения этого каталитического материала из доступного прекурсора – молибденовой сини и показали, что разработанные образцы обладают высокой каталитической активностью, то есть обеспечивают быструю и полную конверсию углеводородов.

8 часов назад
7 минут
Василий Парфенов

Последнее глобальное оледенение произошло на Земле около 20 тысяч лет назад, и его следы геологи находят по всему миру. Это позволяет ученым судить о том, как выглядит ландшафт после ледникового периода. Проанализировав поверхность Марса и используя эти наблюдения, американские ученые пришли к выводу, что он прошел через несколько оледенений за последние не более чем 100 миллионов лет.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Россия подняла в небо группу из шести военно-транспортных самолетов Ан-124-100. Такие тренировки позволяют отработать переброску на большие расстояния личного состава воинских подразделений.

18 января
5 минут
Василий Парфенов

В московском аэропорту Жуковский произошло ЧП: за пределы взлетно-посадочной полосы выкатился новейший отечественный авиалайнер МС-21-300. Он проходил испытания, во время которых имитировали прерванный полет из-за отказа одного двигателя.

16 января
9 минут
Василий Парфенов

Специалисты по информационной безопасности нашли пренеприятнейшую особенность ОС Windows 10. Ее штатный драйвер файловой системы NTFS при определенных условиях реагирует крайне деструктивным образом — критически повреждает главную файловую таблицу MFT. Вызвать такое его поведение можно огромным количеством способов: от создания подготовленной веб-страницы до отправки картинок, файлов и документов жертве.

4 января
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России приступили к летным испытаниям нового Ту-214. По имеющимся данным, речь идет о третьем и заключительном экземпляре Ту-214ПУ, изготовленном по контракту от 2017 года.

6 января
42 минуты
Александр Березин

Попытки нашей страны создать замену сверхмассовому биплану советской эпохи терпят неудачи вот уже тридцать лет. Причина проста: кризис легкомоторной авиации в целом. Когда-то самая передовая часть авиастроения сегодня застряла на решениях большой древности — и без резкого изменения всей концепции "летающего такси" так и не увидит заметных результатов.

4 января
7 минут
Василий Парфенов

Наступление Мирового океана на сушу, как правило, связывают с глобальным потеплением. Однако испанские геологи описали еще одну проблему, которая только усугубляет ситуацию. Они подсчитали, что из-за проседания почв территория, на которой проживает 19% населения Земли, окажется ниже уровня моря уже к 2040 году.

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: