Новые материалы для солнечных батарей предложены в России

29 октября 2022 года | Россия

Новый тип материалов для одного из элементов солнечных батарей предложили специалисты Уральского федерального университета (УрФУ) и Института органического синтеза Уральского отделения РАН (ИОС УрО РАН) совместно с другими российскими учёными. По их словам, найденные соединения позволят заметно сократить расходы на производство солнечных батарей.

Перовскитные солнечные элементы (ПСЭ) — перспективная альтернатива привычным кремниевым элементам, которая обеспечивает такое же количество энергии при толщине материала в 180 раз меньше. По словам учёных, технология их производства значительно проще и дешевле, чем у кремниевых элементов. Проблема ПСЭ — недостаточная стабильность. Одно из наиболее эффективных на сегодня решений, как объяснили специалисты, состоит в подборе новых материалов, обеспечивающих транспортировку носителей заряда после его получения в самом перовскитном слое. Научный коллектив УрФУ и ИОС УрО РАН предложил новый тип материалов для транспортировки электронов в ПСЭ, имеющий ряд преимуществ. По словам авторов, с новым материалом им удалось добиться эффективности преобразования солнечной энергии на уровне 12%, что сопоставимо со средними показателями рыночных аналогов.

По словам учёных, сейчас наиболее востребованным электрон-транспортным материалом для ПСЭ являются фуллерены, но они имеют проблемы с морфологической стабильностью и низкое светопоглощение, а также c большим трудом поддаются модификации электронных свойств. Затраты на синтез и очистку фуллеренов в ряде случаев делают их применение экономически неэффективным. Молекулы, созданные российскими учёными, лишены главных недостатков фуллеренов, а их синтез очень прост даже в больших количествах. Оптические, электрохимические и электронные свойства этих молекул легко модифицируются. Кроме того, они являются диполями, что открывает ряд возможностей по усовершенствованию ПСЭ.

Исследователи УрФУ и ИОС УрО РАН предложили полную методику синтеза новых молекул, а также изучили их термостабильность, электронные и оптические свойства. По их словам, производство новых материалов в России может быть полностью независимым от импорта.

— Источник цитирования