Ученые Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) «МИСиС» и университета Tor Vergata («Тор Вергата», Италия) модифицировали состав фотоэлементов нового поколения солнечных батарей — перовскитных фотоэлементов, повысив их эффективность на 25%.
Перовскит — название редкого минерала, титаната кальция. Перовскитные солнечные батареи легче и дешевле кремниевых, их производство нетоксично, а сами элементы можно делать тонкими и гибкими. Однако перовскиты пока нестабильны и быстро деградируют. Увеличением эффективности перовскитных фотоэлементов в настоящее время заняты многие научные коллективы по всему миру.
«Ученые НИТУ «МИСиС» и университета Tor Vergata выявили, что микроскопическая доза двумерного карбида титана в составе перовскитного фотоэлемента значительно меняет его способность собирать электрические заряды, увеличивая итоговую эффективность до 20,14%», — говорится в сообщении.
Тонкопленочный перовскитный фотоэлемент, по словам ученых, имеет структуру сэндвича, между слоями которого происходит процесс сбора электронов, в результате которого энергия солнечного света преобразуется в электрическую. Чем менее энергозатратно происходит этот процесс электронного перемещения, тем эффективнее работает весь модуль. Для повышения эффективности ученые предложили обогащать перовскит двумерными веществами на основе карбида металла (максенами).
«Совместно с нашими итальянскими коллегами мы провели серию экспериментов по внедрению наноматериала на основе карбида титана в микроскопическом количестве 0,14 мг/мл практически во все внутренние структуры перовскитного модуля. В результате удалось повысить эффективность солнечной батареи более чем на 25% по сравнению с исходным прототипами», — сказал один из авторов работы, инженер лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ «МИСиС» Данила Саранин, слова которого приводятся в сообщении.
Работа международного коллектива, по данным пресс-службы, является первой научной работой в мире, которая не только описала серию экспериментов и полученные результаты, но и объяснила механизмы, происходящие в модифицированном перовските с физико-химической точки зрения. Исследование проводилось в рамках программы «мегагрантов» правительства РФ.
