Исследователи создали первую полноценную установку на открытом воздухе, на которой используются панели из графена и перовскита. Международная группа ученых объявила о создании солнечной фермы для первых крупномасштабных испытаний перовскитных солнечных батарей на открытом воздухе. Исследователи изготовили и установили девять панелей большой площади на исследовательской ферме на Крите. Она работает полностью автономно на солнечной энергии.

В статье, опубликованной в журнале Nature Energy, исследователи рассказывают, что для фермы они изготовили 9 солнечных панелей на основе двумерного материала графен — перовскит (GRAPE). Площадь каждой из них составляет 0,5 м², они состоят из 40 перовскитных модулей, соединенных друг с другом. Общая площадь батарей солнечной фермы — 4,5 м².

Исследователи также создали необходимую вспомогательную инфраструктуру, системы для сбора данных и метеостанцию. Это оборудование позволяет постоянно контролировать солнечную ферму, сопоставляя условия окружающей среды с производительностью системы на открытом воздухе. Все данные о работе системе и погоде загружаются в онлайн-хранилище и доступны исследователям по всему миру.

Используемая солнечная панель состоит из нескольких слоев: стекло с легированным фтором оксидом олова (FTO), компактный оксид титана с графеном, мезопористый оксид титана с графеном, перовскит, сульфид молибдена, поли(триариламин) (PTAA) и золото. При масштабировании и устойчивом массовом производстве технологии золото можно заменить альтернативным материалом, таким как графен, другие углеродные материалы или дешевые металлы. Изображение: Pescetelli et al.

Исследователи впервые опубликовали результаты совместных усилий в Advanced Functional Materials в 2016 году. В той статье ученые открыли новое направление для исследований в области перовскитной фотогальваники, продемонстрировав, что путем правильной разработки интерфейсов с двумерными материалами можно значительно повысить стабильность перовскитных солнечных элементов.

Солнечная панель на ферме. Изображение: Pescetelli et al.

После нашей первой публикации о ячейках малой площади (как 0,1, так и 1 см²) мы разработали возможность использования этой технологии на устройствах большой площади, перенеся ее на модульный уровень (сотни см²). Основная цель нашей недавней работы состояла в том, чтобы продемонстрировать максимальное масштабирование этой технологии на уровне солнечной фермы. При этом мы смогли впервые проверить технологию перовскита в таком масштабе, – Альдо Ди Карло, участник исследования в интервью Tech Xplore.