Перовскиты объединили с кремнием в солнечных батареях. Получилось и недорого, и эффективно — Naked Science
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, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

7 часов назад
Мария Азарова

Проект назвали в честь Галилео Галилея — итальянского ученого эпохи Возрождения, который задействовал разработанный им телескоп для наблюдения за астрономическими объектами, такими как луны Юпитера, кратеры спутника Земли и кольца Сатурна. Пока программа получила финансирование в 1,75 миллиона долларов, но возглавляющий ее профессор Ави Леб надеется на большее.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: