В России создали солнечные батареи, которые лучше других работают в тени
Сотрудники Университета МИСИС и Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова (ИСПМ РАН) заявили о разработке не боящихся темноты органических полупроводников, предназначенных для использования в перосквитных модулей.
Утверждается, что полупроводники при слабом освещении повышают производительность модулей на 90% и увеличивают КПД на 2,42%. Разработчики заявляют, что новый тип батарей окажется эффективным не только в солнечных регионах страны, но и там, где часто бывает пасмурная погода.
Галоидные перовскитные солнечные панели состоят из тонкопленочных структур с нанокристаллическим перовскитовым поглотителем между слоями переноса заряда. Такие панели отличаются более высоким объёмом выработки электрической энергии по сравнению с существующими кремниевыми аналогами. К тому же, производство перосквитных панелей обходится значительно дешевле. Учёным на сегодняшний день удалось добиться показателя эффективности преобразования в 26,1%.
Давно установлено, эффективность солнечных панелей во многом зависит от химической стабильности поверхностей многослойных конструкций. На таких поверхностей из-за постоянного воздействия солнечных лучей и тепла формируются химический соединения, которые вызывают коррозию и другие негативные для структуры последствия. Накопление дефектов на границах слоев приводит к значительным потерям энергии. Органические монослои, отличающиеся упорядоченной молекулярной структурой, надёжно защищают перосквитные элементы.
В ходе своей работы российские учёные синтезировали самособирающийся монослой на основе трифениламина с карбоксильной связующей группой, благодаря чему удалось улучшить возможности переноса заряда между перосквитными поглотителями и слоями неорганического типа.
Нанесение монослоя, во-первых, позволило уменьшить потери энергии, а, во-вторых, как уже сообщалось, повысить эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую. Проведённые тесты при естественной освещённости показали, перосквитные элементы сохраняют более 98% своей изначальной производительности после 1000 часов работы. К сравнению, необработанные аналоги уже после 400 часов теряют более 20%.
Правда, прежде чем перейти к коммерческому использованию, потребуется провести ещё ни один тест.