Наука и техника

Наука и техника / Энергетика / Альтернативная энергетика /

Перовскитное покрытие улучшает гибридные солнечные батареи

08 октября 2012 года, 10:46 | Текст: Роман Иванов | Послушать эту новость

Повсюду ведётся активный поиск альтернативных материалов для производства солнечных ячеек, которые позволили бы отказаться от таких полупроводников, как кремний и арсенид галлия. Несмотря на показываемую 25-процентную эффективность, они слишком дороги и сложны в изготовлении. Да, есть Ячейки Гретцеля, в которых богатый электронами органический краситель абсорбирует солнечный свет и передаёт электронную плотность на полупроводник с широкой запрещённой зоной. Они значительно меньше и проще в производстве, но производительность лучших образцов не превосходит 12% (а чаще заметно ниже 10%).

И вот британские учёные осчастливили мир заявлением о том, что им наконец-то удалось найти достойную замену технологии кремниевых батарей. В Оксфордском университете изготовлен прототип фотоэлектрического преобразователя на основе подложки из инертного оксида алюминия, покрытого высококристаллической фазой органометаллического галогенида. Пока он конвертирует около 11% световой энергии в электрическую, но у разработчиков есть все основания полагать, что последующие образцы вплотную приблизятся к кремниевым чемпионам.

В ячейках Гретцля электроны с органического красителя, способного эффективно абсорбировать солнечный свет, перетекают на проводящий электрод из диоксида титана. Именно этот материал, TiO2, по мнению авторов новой работы, и есть слабое звено всей системы, не позволяющее ей демонстрировать должную производительность. Связи титан — кислород на поверхности сильно отличаются от таковых в объёме. Из-за воздействия атмосферы на поверхности TiO2 образуются гидроксильные группы (ОН), а также катионы титана. В результате с точки зрения энергии поверхность представляет собой пересечённую местность, где передаваемые органическим красителем электроны могут тормозиться и терять способность к совершению полезной работы.

Поэтому британцы решили поискать новый тип абсорбента среди высококристаллических фаз органометаллических галогенидов, структурно принадлежащих к перовскитам. В итоге был разработан эффективно абсорбирующий световую энергию перовскитный материал — смешанный хлорид-иодид метиламмония свинца с предполагаемой формулой CH3NH3PbI2Cl. Как оказалось, материал также является хорошим проводником заряда, что сделало использование оксида титана просто излишним. Новый перовскит может быть получен в виде кристаллической плёнки на поверхности пористого оксида алюминия, являющегося изолятором; таким образом, все электроны, генерируемые в слое перовскита, будут напрямую передаваться на электрод.

Представленное выше видео демонстрирует простоту создания солнечной батареи на основе перовскитного покрытия, которое кристаллизуется в виде плёнки методом «накапывания на вращающуюся подложку» (spin-casting):

Авторы исследования (его результаты опубликованы в журнале Science) утверждают, что их система генерирует высокое напряжение с минимальными энергетическими потерями. И это даёт все основания «подозревать» разработку во внушительном конверсионном потенциале.

Подготовлено по материалам Chemistry World.

Каждый день слушайте итоговый подкаст Свободного Радио «Компьюлента»!
blog comments powered by Disqus

Последние новости по теме "Альтернативная энергетика":

Архив материалов
  «   Декабрь 2012   »  
ПнВтСрЧтПтСбВс
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31