И почти без токсичной химии
Исследователи из Университета Суррея представили более экологичный способ производства гибких перовскитных солнечных панелей. Метод позволяет наносить фотоэлектрические слои при комнатной температуре, используя чернила на основе менее токсичных растворителей. По словам авторов, такая технология в перспективе может быть масштабирована для массового выпуска элементов с меньшим воздействием на окружающую среду.
Проблема токсичных растворителей
При традиционном изготовлении перовскитных модулей для создания светопоглощающих слоёв часто используются растворители типа диметилформамида (DMF) и ацетонитрила. Эти вещества опасны для здоровья работников и наносят ущерб экологии: производственная линия, рассчитанная на выпуск энергии мощностью один гигаватт, может потреблять свыше 90 000 литров таких растворителей.
Менее токсичные чернила и рулонная печать
В новой формуле чернил учёные заменили опасные растворители смесью этанола и 2‑метилтетрагидрофурана (2‑MTHF), который может быть получен из сельскохозяйственных и лесных отходов. По описанию разработчиков, состав быстро сохнет и даёт возможность отказаться от этапов с антирастворителями, что сокращает расход энергии и материалов и упрощает работу с химическими реагентами.
Процесс нанесения покрытия совместим с непрерывной рулонной (roll‑to‑roll) печатью — по сути тем же принципом, что и газетная печать. Это обеспечивает возможность серийного выпуска больших объёмов продукции, когда материал последовательно проходит через этапы производства.
Технология и характеристики модулей
Команда создала гибкие перовскитные мини‑модули площадью 11,5 см². Нанесение слоёв выполнялось при комнатной температуре, после чего модули быстро сушили направленным потоком газа. Полученные образцы продемонстрировали эффективность преобразования солнечной энергии свыше 18,2% и высокую стабильность при постоянном освещении.
В конструктивном решении использована инвертированная архитектура с самоорганизующимися монослоями, выполняющими роль транспортного слоя для дырок, что позволило сократить число промежуточных слоёв. Для объединения отдельных ячеек в модуль применяли лазерную обработку по схеме P1–P4, соответствующую промышленным требованиям к солнечным панелям.
Преимущества и перспективы
Руководитель исследования Рави Силва отмечает, что переход на менее токсичные растворители и упрощение технологической цепочки уменьшают потребность в специализированном оборудовании для обращения с опасными веществами и в системах утилизации отходов. По его словам, эта технология обеспечивает высокую производительность и может быть адаптирована к уже существующим производственным линиям.
Авторы видят потенциальные области применения гибких перовскитных панелей в портативной электронике, энергогенерирующих оконных конструкциях и сверхлёгких солнечных батареях для космических аппаратов. По их оценке, предложенный подход заметно упростит масштабирование производства солнечных элементов.
18 октября 2026, 23:42
Dexter — Наука
Источники: Interesting Engeneering
