Прорыв в области перовскитных фотоэлектрических панелей. Ученые обещают революцию в солнечной энергетике

Фото: msn.com

 Исследователи открыли способ производства чрезвычайно эффективных солнечных элементов в промышленных масштабах с использованием «чудодейственного материала» — перовскита. Команды из Городского университета...

Исследователи открыли способ производства чрезвычайно эффективных солнечных элементов в промышленных масштабах с использованием «чудодейственного материала» — перовскита. Команды из Городского университета Гонконга и Имперского колледжа Лондона сделали открытие, которое может иметь решающее значение для производства возобновляемой энергии и достижения целей по нулевому выбросу углерода.

Перовскит (химическая формула CaTiO3; диоксид кальция и титана) уже давно ценится за его замечательные свойства, которые выделяются по сравнению с традиционными кремниевыми солнечными элементами. Однако до сих пор он был слишком нестабилен, чтобы его можно было использовать в коммерческих целях.

«Чудо-материал» для солнечных батарей

Ожидается, что фотоэлектрические элементы следующего поколения будут дешевле и гораздо более энергоэффективны. Они также будут легкими и гибкими, что позволит использовать их в новых областях, таких как покрытие стеклянных окон тонкими слоями прозрачных солнечных панелей.

В 2017 году Зеев Вали Веня, профессор физики Университета штата Юта, назвал перовскит «невероятным, чудесным материалом» благодаря его уникальным свойствам. В то время считалось, что коммерциализация этой технологии займет не менее десяти лет, нынешнее открытие может значительно все ускорить.

Химикам удалось преодолеть проблематичные свойства перовскита, используя так называемый ферроцен (металлоорганическое соединение; в данном случае конкретно FcTc2). Они добавили его в качестве переходного слоя между светопоглощающим слоем солнечного элемента и слоем, передающим электроны. Полученные устройства достигли эффективности преобразования энергии 25,0%.

«Уникальные свойства ферроценов могут помочь решить проблемы с перовскитными солнечными элементами», — сказал профессор Николас Лонг с химического факультета Имперского колледжа Лондона. Используя эту революционную технологию, ученые первыми создали солнечный элемент, способный работать на том же уровне, что и кремниевые элементы, оставаясь при этом стабильным.

Солнечные панели из перовскита на горизонте

Испытания новых солнечных элементов показали, что они сохраняют 98% своей первоначальной эффективности после более чем 1500 часов непрерывного освещения. Кроме того, устройство соответствовало международным стандартам для усовершенствованной фотогальваники (IEC61215:2016) и показало высокую стабильность в тесте на влажное тепло (85°C и относительная влажность 85%).

«Самая важная часть этой работы заключается в том, что мы успешно изготовили высокоэффективные перовскитные солнечные элементы, обеспечив при этом многообещающую стабильность», — сказал Чжу Цзунлун, доцент кафедры химии Городского университета Гонконга.

«Надежные результаты означают, что коммерциализация перовскита идет полным ходом. Наша цель — расширить производство перовскитных солнечных элементов с использованием этой молекулы и простого метода и таким образом внести свой вклад в достижение глобальной цели — нулевых выбросов углерода», — добавил он.

Источник