Ученые из России и Италии смогли повысить эффективность солнечных батарей
Ученые университета ИТМО и Алферовского университета (Санкт-Петербург) совместно с зарубежными коллегами разработали так называемые перовскитные солнечные элементы с повышенной эффективностью, их технология открывает перспективы в создании солнечных электростанций и оптических устройств нового поколения, сообщили РИА Новости в министерстве науки и высшего образования РФ.
По мнению специалистов, солнечные батареи из минерала перовскита в обозримом будущем могут заменить привычные солнечные панели из кремния. Они достаточно просты в изготовлении, при этом способны вырабатывать то же количество электроэнергии с одной и той же площади, что кремниевые.
Уточняется, что максимальное значение КПД, которого сегодня удалось достичь ученым, — около 25%. Чтобы повысить эффективность, чаще всего в состав перовскитных пленок включают дополнительные вещества, например, наноматериалы.
Российские и итальянские исследователи провели эксперименты с достаточно новым и перспективным классом соединений A3B5 — полупроводниковыми материалами. Это нитевидные нанокристаллы, по своей структуре напоминающие наноиголки. Среди других проводников их выделяют подходящие электрофизические свойства: они отлично поглощают свет, характеризуются низкими оптическими потерями и оптимальной теплопроводностью, участвуют в переносе зарядов. Подчеркивается, что для перовскитных солнечных батарей эти вещества использовались впервые. Благодаря им ученые смогли увеличить эффективность преобразования света в электричество с 17% до 18,8%.
Как отмечают авторы работы, достигнутый результат — это не предел эффективности гибридных солнечных батарей. Они планируют продолжить эксперименты и с другими полупроводниками A3B5, чтобы найти тот, который позволит получить максимальный КПД.
Исследование ученых поможет в создании так называемых многопереходных солнечных элементов (несколько солнечных элементов, объединенных в один, каждая часть которого поглощает определенную часть солнечного спектра). Такие устройства в будущем можно будет использовать для выработки электричества в космосе, а также развития автономных маломощных гаджетов (например, беспроводных сенсоров, датчиков).
Проект поддержан Минобрнауки РФ и Российским научным фондом.