Перовскит обрел свое место под солнцем

Перовскитные солнечные элементы привлекают большое внимание исследователей как перспективная альтернатива традиционным солнечным батареям на основе кремния — благодаря своей эффективности в преобразовании солнечного света в электричество.

Перовскитные солнечные элементы представляют собой гибрид органических и неорганических материалов и состоят из светоулавливающего слоя и слоя передачи заряда.

Однако коммерциализации и широкому использованию перовскитовых батарей мешают проблемы со стабильностью, и достижение устойчивости в работе стало настоящим вызывом для ученых. Теперь исследователи под руководством Майкла Гретцеля из EPFL и Ксионга Ли из Центра мезоскопических солнечных элементов Майкла Гретцеля в Ухане (Китай) разработали методику, которая решает проблемы стабильности и повышает эффективность перовскитных элементов.

В слой переноса заряда в перовскитный элемент в качестве модулятора межзеренных границ ученые ввели фрагмент фуллерена, функционализированный фосфоновой кислотой, который помогает укрепить кристаллическую структуру и повысить устойчивость перовскита к воздействию внешних факторов, таких как тепло и влага.

Команда также разработала окислительно-восстановительный радикальный полимер под названием поли (оксоаммониевая соль), который эффективно «p-допирует» материал для переноса дырок — важнейший компонент перовскитовых батарей. Полимер, действуя как p-допант, улучшает проводимость и стабильность материала для переноса дырок. Процесс p-допирования предполагает введение подвижных электронных носителей заряда в материал для улучшения его проводимости и стабильности, и в данном случае он смягчил диффузию ионов лития — основную проблему, которая способствует эксплуатационной нестабильности перовскитных элементов.

С помощью новой технологии ученые добились эффективности преобразования энергии в объеме 23,5% для небольших батарей и 21,4% для более крупных минимодулей. Эти показатели сопоставимы с традиционными солнечными батареями, при этом дополнительным преимуществом является повышенная стабильность. Солнечные элементы сохранили 95,5% своей первоначальной эффективности после более чем 3200 часов непрерывного воздействия имитированного солнечного света при температуре 75°C в течение всего периода, что является значительным улучшением по сравнению с предыдущими конструкциями перовскитных батарей.

Новый подход может произвести революцию в использовании батарей на основе перовскита, сделав их доступными для использования в более широких масштабах. Исследователи считают, что их метод можно легко масштабировать для промышленного производства и использовать для создания стабильных, высокоэффективных модулей перовскитных солнечных батарей.

19.01.2023


Подписаться в Telegram



Энергия

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии
Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии

Использование электрохимии для разделения...

В России исследуют влияние формы древесины на процесс горения
В России исследуют влияние формы древесины на процесс горения

Исследование ученых ТПУ позволит улучшить...

Никель поможет отказаться от токсичного кобальта в батарейках
Никель поможет отказаться от токсичного кобальта в батарейках

Поскольку литий-ионные батареи используются бу...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Journal of Experimental Child Psychology: Не спеши языком, торопись делом
Journal of Experimental Child Psychology: Не спеши языком, торопись делом
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса