Солнечные элементы из перовскита привлекли к себе большое внимание в исследовательских кругах из-за значительного и относительно быстрого скачка в их эффективности. Однако инженеры предпринимают все новые попытки, чтобы исключить из их состава свинец, поскольку он крайне токсичен. Изучая альтернативы, ученые совсем недавно открыли новое применение для солнечных панелей данного типа.
Ученые обнаружили, что перовскитовые солнечные панели крайне эффективно поглощают свет внутри помещений, превращая его в электричество.
Исследование было проведено учеными из Китая и Великобритании и сосредоточено на бессвинцовых материалах на основе перовскита (PIM), которые предполагается использовать в солнечных элементах следующего поколения. По структуре они похожи на типичные перовскиты на основе галогенида свинца, но не содержат токсичных компонентов. Это делает их более безопасными, но за это приходится платить, поскольку такие материалы поглощают солнечный свет не так эффективно.
Ситуация усложняется тем, что многие перовскитовые материалы теряют стабильность под длительным воздействием больших доз ультрафиолета. Как оказалось, в первую очередь они могут пригодиться не снаружи, но внутри помещения. Команда взяла пару «образцовых» PIM и исследовала их работу в условиях внутреннего освещения, получив удивительно хорошие результаты.
По словам исследователей, при прямом солнечном свете PIM могли работать с эффективностью около 1%, но при внутреннем освещении этот показатель увеличился уже до 4-5%. Эта цифра может показаться маленькой и далекой от некоторых экспериментальных внутренних перовскитных солнечных элементов, однако ученые уверяют, что такие показатели стоят на одном уровне с текущим отраслевым стандартом для внутренней фотовольтаики. Они смогли продемонстрировать, что PIM миллиметрового размера могут потреблять достаточно энергии для питания схем на тонкопленочных транзисторах, но этим потенциал подобных материалов не ограничен.
«Эффективно поглощая свет, исходящий от ламп, обычно используемых в домах и зданиях, материалы могут превращать его в электричество с эффективностью, уже доступной в диапазоне коммерческих технологий, — пояснил доктор Роберт Хой из Имперского колледжа Лондона, соавтор исследования. — Мы также определили несколько возможных улучшений, которые позволят этим материалам в ближайшем будущем превзойти характеристики текущих фотоэлектрических технологий».
Команда не исключает, что однажды подобные материалы будут применяться повсеместно, используя свет от домашних ламп для, к примеру, питания телефонов, динамиков, носимых устройств и датчиков. Исследователи даже рассматривают их прямое внедрение в ткань и пластмассы, что открывает поле для множества самых интересных и необычных применений. Но перед тем, как это произойдет, предстоит провести еще много исследований и разработок.
