#солнечные батареи

Лунная пыль, которая десятилетиями считалась проблемой для лунных экспедиций, может решить ключевой вопрос освоения космоса. Ученые нашли способ, как превратить ее в важный элемент для производства энергии. Теоретически такая технология способна снизить затраты на запуск материалов в космос и приблизит создание постоянных лунных баз.

Ученые ВШЭ совместно с коллегами из Университета Южной Калифорнии разработали алгоритм, который быстро и точно предсказывает поведение квантовых систем — от квантовых компьютеров до солнечных батарей. С его помощью удалось смоделировать процессы в полупроводнике MoS₂ и выяснить, что на движение заряженных частиц влияет не только количество дефектов, но и их расположение. Эти дефекты могут замедлять или ускорять перенос заряда, создавая эффекты, которые раньше было сложно учесть при применении стандартных методов.

Ученые СПбГУ обнаружили новый механизм формирования нитевидных нанокристаллов типа «стержень-оболочка» из индия, галлия и азота с высоким содержанием индия в стержне. Сформированные нанокструктуры демонстрируют интенсивное излучение при комнатной температуре и могут быть использованы для создания новых оптоэлектронных устройств — светодиодов, солнечных панелей и лазеров.

Физики СПбГУ совместно с коллегами из других научно-образовательных организаций Петербурга, изучили механизм формирования трехмерных структур на перспективном полупроводниковом сплаве индий-галий-нитрид. Исследование поможет разработке нового поколения непланарных оптоэлектронных устройств в области электроники и связи.

В 2018 году панелями солнечных батарей было покрыто более 1300 квадратных километров пахотных земель по всему миру. На этой площади можно было бы ежегодно выращивать продукты, содержащие четыре тысячи миллиардов килокалорий.

Ученые из Сколтеха предложили быстрый и безотходный метод химической обработки пленок из углеродных нанотрубок, который легко интегрируется в технологию их изготовления и улучшает их свойства, актуальные для производства сенсорных экранов, солнечных батарей и других устройств. Эксперименты научной группы показывают, что воздействие газа диоксида азота — «лисьего хвоста» — даже в небольшом количестве при высокой температуре модифицирует нанотрубки таким образом, что повышается и их прозрачность, и электропроводность, причем этот эффект сохраняется на долгое время.

Перовскиты — редкие минералы, имеющие различные свойства из-за разнообразия атомов в своей кристаллической структуре. В последние годы активно исследуются высокоэнтропийные перовскиты, где в подрешетках находится много разных атомов, что делает их структуру стабильной и интересной для применения в различных областях, таких как хранение энергии и фотокатализ. Ученые ЮФУ провели исследования и поняли, какие условия приводят к упорядочению атомов в структуре перовскита, и как это можно контролировать. Их работа поможет улучшить процесс синтеза материалов с желаемыми свойствами.

Ученые НИЯУ МИФИ изучили особенности фотогенерации (образования подвижных электронов и дырок при поглощении квантов света) в органических полупроводниках и описали, как ее эффективность меняется от температуры. По их мнению, это поможет создавать более совершенные устройства органической фотовольтаики, в том числе, солнечные батареи.

Солнечная энергетика набирает темпы во всем мире, но ограниченный срок службы солнечных панелей (иногда по 25-30 лет) грозит серьезными проблемами. По прогнозам, к 2050 году до 78 миллионов тонн солнечных панелей выйдут из эксплуатации — притом что они сделаны из практически неразлагающихся материалов. Исследователи из Сингапура предложили выход — новый способ переработки отслуживших панелей, который позволит закольцевать их жизненный цикл и направить на производство другой важной продукции.

Британские ученые обнаружили, что летучие мыши избегают солнечных электростанций. Непонятно почему, но возле них они появляются реже и не так активны.

Группа ученых Уральского отделения РАН и Уральского федерального университета синтезировала новые производные триазолоптеридина — трициклического продукта на основе азотсодержащего гетероциклического соединения пиримидина. После изучения свойств полученных соединений исследователи пришли к выводу, что новые вещества перспективны для применения в качестве полупроводников в различных органических оптоэлектронных устройствах.

Ученые из МФТИ с коллегами из МИСиС, ДВФУ и ИТМО впервые объяснили анизотропию перовскитов — самого перспективного материала для солнечных батарей. Оказалось, что она определяется формой кристалла. Физики научились регулировать значение анизотропии, меняя химический состав галогенидных перовскитов. Полученные результаты можно применить для построения нанолазеров, поляризаторов, волноводов и других оптических приборов.

Сотрудники института водородной энергетики УрФУ и Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН создали перспективный материал для устройств водородной энергетики — топливных элементов и электролизеров. Новый материал обладает высокой протонной проводимостью и необычными свойствами (зависят от степени допирования), благодаря которым его можно использовать в качестве электролита (при высоком уровне допирования) и электрода (при низких уровнях допирования) в твердооксидных топливных элементах и электролизерах.

Ученые из Сколтеха и их коллеги исследовали токсичность веществ из перовскитных солнечных батарей. Они сделали вывод, что при условии преодоления существующих технологических препятствий массовое производство этой эффективной и потенциально дешевой альтернативы кремниевым фотоэлементам, вероятно, не повлечет существенных рисков для здоровья человека и окружающей среды. Также выяснилось, что токсичность свинца для живого организма, вероятно, несколько переоценена, в то время как другие компоненты перовскитных батарей, напротив, заслуживают больше внимания в этом отношении.

Гибкие солнечные панели не мешают движениям «роботизированного» насекомого и позволяют за полчаса подзаряжать его бортовую электронику.

Команда ученых из МИЭМ ВШЭ, Физического института имени П.Н. Лебедева РАН и Университета Южной Калифорнии с помощью технологий машинного обучения нашла способ избежать внутренних дефектов и увеличить эффективность перовскитных солнечных элементов. Результаты исследования могут применяться для разработки более эффективных и долговечных материалов.

Международная команда ученых синтезировала новый термоэлектрический сплав на основе железа, ванадия и сурьмы, модифицированный тяжелыми металлами. Такая модификация позволила более чем в два раза увеличить эффективность преобразования тепла в электричество. Разработка может найти применение как в промышленности, так и в системах умного дома.

Исследователи Сколтеха и их коллеги синтезировали новый сопряженный полимер для органической электроники с помощью двух различных химических реакций и для каждой продемонстрировали влияние параметров синтеза на характеристики полимера в органических и перовскитных солнечных элементах.

Профессор МИЭМ ВШЭ Алексей Тамеев с коллегами предложил метод расчета оптимальной толщины фотоактивного слоя, при которой солнечный элемент может показывать максимальную эффективность преобразования энергии. Метод, применимый как к полимерным, так и перовскитным солнечным элементам, может стать важным шагом на пути от лабораторных образцов к производству солнечных батарей из материалов нового поколения.

В НИИ физической и органической химии Южного федерального университета разрабатывают методы синтеза ранее неизвестных соединений, которые станут основой третьего поколения солнечных батарей и молекулярной электроники. Исследование открыло новый класс соединений, которые могут позволить сделать солнечную энергетику более эффективной и доступной.