В ЛЭТИ улучшили свойства материала для более долговечных солнечных батарей

Исследователи создали наноматериалы, которые сделают фотоэлектрические панели более долговечными и эффективными.

Солнечная энергетика становится всё более важным направлением альтернативной энергетики. Это связано с глобальным изменением климата и необходимостью перехода к устойчивым источникам энергии.

У России есть природные ресурсы, которые позволяют развивать солнечную энергетику как один из ключевых компонентов энергетического баланса страны.

Перспективные материалы для производства солнечных элементов — перовскитоподобные наноматериалы. Они эффективно преобразуют солнечную энергию в электрическую и относительно недороги в производстве. Однако у них есть недостаток: они недолговечны, так как под воздействием влажности, температуры или света могут быстро терять свои свойства.

Упрощённый текст:

Одним из решений проблемы является легирование — добавление в состав одного материала примеси другого. Это позволяет изменить свойства первого материала.

Чтобы увеличить срок эксплуатации и повысить эффективность перовскитных солнечных элементов, отечественные исследователи ищут материалы для включения в их структуру.

Мы работаем над созданием высокоэффективных перовскитных ячеек. Проводим исследования кристалличности плёнок, влияния добавок на структуру перовскита и его основные свойства. Например, мы обнаружили, что при введении бария в структуру перовскита фотолюминесценция становится выше, — сообщила доцент кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Екатерина Муратова.

Специалисты из Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (БГУИР) под руководством Игоря Альфонсовича Врублевского предоставили учёным СПбГЭТУ «ЛЭТИ» материалы на основе перовскитов, легированные различными веществами (аминами и барием). Материалы были в виде порошков и плёнок для дальнейшего синтеза и исследования электронных материалов.

Учёные ЛЭТИ совместно с БГУИР и Физико-техническим институтом им. А. Ф. Иоффе РАН (ФТИ) во главе с Андреем Николаевичем Алёшиным исследовали морфологию наноструктур перовскита: размер, форму и пространственную организацию. Также они изучили электрофизические свойства материала и как на них влияет подложка (кремний, стекло, оксидные плёнки и др.).

Исследователи изучили молекулярную структуру и химический состав полученного материала, а также определили количественный состав веществ в образце.

Особое внимание было уделено изучению влияния внешних условий (температуры, влажности и облучения) на скорость деградации синтезированных перовскитных структур.

Также учёные оценили электрические свойства транспортных слоёв солнечной ячейки — оксидных слоёв металлов, например, оксида титана. Они исследовали влияние межслоевой прослойки между активным и транспортным слоем на проводимость структуры.

Работы проводились в Центре сканирующей зондовой микроскопии на кафедре МНЭ СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Вячеслав Алексеевич Мошников, профессор кафедры МНЭ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и руководитель международного гранта РНФ, рассказал:

Мы выяснили, что особая фрактальная организация материалов на наноуровне делает перовскитные солнечные элементы более стабильными. Это происходит за счёт снижения физической и химической деградации свойств материала. В будущем мы планируем создать прототип солнечной ячейки с новыми составами слоёв.

Результаты исследования влияния легирования барием на проводимость и импеданс органо-неорганических перовскитных плёнок опубликованы в научном журнале Solid State Communications.

Результаты проекта представлены более чем в 20 научных публикациях, включая журналы Q1 (Metals, Crystals и др.), а также на международных конференциях (International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology for a Green and Sustainable future, European Materials Research Society 2024 Spring Meeting).

Работа «Повышение эффективности преобразования энергии солнечных элементов на основе допированных перовскитных ячеек с транспортными слоями наноразмерной толщины из оксидов переходных металлов» выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (№ 23-42-10029) и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований № Ф23РНФ-160.

06.09.2024


Подписаться в Telegram



Энергия

От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир

Мир хранения энергии меняется благодаря кванто...

Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию
Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию

Превращение солнечной энергии в химическу...

Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров
Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров

Европейская комиссия дала зеленый свет огромно...

1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии
1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии

Стремление Китая использовать энергию звезд до...

Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму
Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму

Токамак SMART успешно произвел первую плазму, ...

В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20%
В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20%

Ученые Томского политехнического университета ...

Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии
Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии

Живая лаборатория по использованию тепла ...

JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей
JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей

Глобальная гонка за увеличение срока служ...

AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии
AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии

Батареи стали неотъемлемым компонентом совреме...

AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка
AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка

Перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все...

В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики
В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики

Новый метод производства материалов, которые м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор