14.12.2020
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.
9 часов назад
Мария Азарова

Американские исследователи оценили вероятность повторного заражения коронавирусами SARS-CoV, HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 и особенно SARS-CoV- 2.

5 часов назад
Мария Азарова

В Великобритании провели крупное популяционное исследование с участием более 32 миллионов человек. Авторы работы изучили неврологические осложнения, связанные с вакцинами ChAdOx1nCoV-19 и BNT162b2, а также после самого Covid-19.

Вчера, 18:54
Мария Азарова

Ученые получили снимок планеты 2M0437b, которая сформировалась не более пяти миллионов лет назад и до сих пор остается чрезвычайно горячей.

9 часов назад
Мария Азарова

Американские исследователи оценили вероятность повторного заражения коронавирусами SARS-CoV, HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 и особенно SARS-CoV- 2.

22 октября
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу, что человеческий мозг уменьшился из-за процессов глобализации, кооперации и разделения труда.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: