Новая технология упростит печать солнечных батарей

Распространённые сегодня солнечные батареи делаются из тонких пластин кремния высокой чистоты. Процесс их изготовления очень энергозатратен, требует температур выше 1000 °C и применения опасных растворителей.

Альтернативой кремниевым являются солнечные элементы, состоящие из мельчайших кристаллов перовскита. Эти кристаллы можно смешивать с жидкостью и наносить как чернила или краску на стекло, пластик или другие материалы с помощью струйного принтера.

Сделать процесс печати перовскитных солнечных элементов столь же дешёвым и массовым, как тиражирование газет поможет инновация, о которой в журнале Science рассказали инженеры Университета Торонто.

Одним из главных препятствий к этому до сих пор был ESL (Electron Selective Layer) — особый слой, служащий для извлечения возбужденных солнечным излучением электронов из кристаллов перовскита.

Наиболее эффективные ESL получают из порошкообразных компонентов, спекаемых при температуре выше 500 °C. Для перовскитной батареи на гибкой пластиковой основе или для гибридных перовскитно-кремниевых элементов это неприемлемо — они просто расплавятся.

Коллектив под руководством доктора Хайжень Тана (Hairen Tan) разработал химическую реакцию, которая позволяет выращивать ESL из наночастиц в растворе, непосредственно на поверхности электрода. Необходимая для этого температура не превышает 150 °C, что ниже точки плавления многих полимеров. Применяемые наночастицы покрыты слоем атомов хлора, образующих прочные связи с перовскитным слоем — это помогает извлекать электроны.

Для образцов солнечных батарей, изготовленных новым методом, измеренная эффективность составляет 20,1%. Это самый лучший из известных результатов для низкотемпературных методов. Доктор Тан подчеркнул, что кпд перовскитных батарей, изготовленных традиционным способом, ненамного лучше: он достигает 22,1%. Максимум эффективности для кремниевых элементов пока не превышает 26,3%.

Еще одним преимуществом новой техники является стабильность. Производительность многих перовскитных батарей серьёзно ухудшается уже после нескольких часов использования, но образцы с низкотемпературным ЕSL сохраняли 90% эффективности даже после 500 часов эксплуатации.

«С нашим низкотемпературным процессом, мы можем наносить перовскитные элементы на кремний, не повреждая основу, — заявил Тан. — Если гибридный перовскитно-кремниевый элемент сможет обеспечить эффективность 30% и выше, это сделает солнечную энергию намного более привлекательным экономическим предложением».

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4 (1 vote)
Источник(и):

ko.com.ua