В процессе дальнейших усовершенствований КПД может достичь 30%
Наука и космос056 минут назад
Исследователи из Гельмгольц-Центра в Берлине (HZB) создали новую трехслойную перовскитную солнечную панель, которая объединяет высокую эффективность и значительно улучшенную долговечность. Лабораторный образец достиг КПД 27,3% и сохранил более 90% первоначальной производительности после 770 часов непрерывного функционирования.
Эта разработка относится к категории тройных солнечных элементов. В отличие от стандартных кремниевых панелей, которые используют один главный светопоглощающий материал, такие устройства состоят из трех слоев перовскита с различной шириной запрещенной зоны. Каждый слой поглощает свою часть солнечного спектра, что способствует более эффективному преобразованию солнечного света в электрическую энергию.
Основной проблемой перовскитных солнечных элементов оставалась недостаточная стабильность на протяжении длительного времени. Хотя эти материалы показывают высокий потенциал по эффективности, они быстрее, чем кремний, теряют свои свойства под воздействием влаги, кислорода и продолжительного освещения.
Одной из слабых сторон конструкции считался полимерный слой, который используется для передачи заряда между слоями батареи. Он не только ухудшал светопроницаемость, но и постепенно разрушался в процессе эксплуатации.
Учёные HZB заменили его новой комбинацией материалов: ультратонким самоорганизующимся молекулярным слоем (SAM) и слоем оксида графена (GO) в нанометровом диапазоне. SAM формирует упорядоченную молекулярную структуру и способствует улучшению контакта между слоями, однако сам по себе не обеспечивает оптимальную передачу заряда. Введение оксида графена позволило снизить электрические потери и одновременно повысить устойчивость всей конструкции.
Новая архитектура также защищает один из самых уязвимых элементов батареи — перовскитный слой на основе олова и свинца. Обычно такие материалы быстро деградируют при взаимодействии с окружающей средой, но комбинация SAM и GO создает дополнительный защитный барьер, который замедляет разрушительные процессы.
По словам руководителя исследования профессора Стива Альбрехта, технология еще имеет возможности для дальнейшего усовершенствования. После оптимизации отдельных слоев перовскита эффективность таких элементов может превысить 30%.
DexterИсточники:Interesting EngineeringНаука и космос0Наука56 минут назад
Источник