Российские учёные повысили эффективность перовскитных солнечных батарей

Научный коллектив НИТУ «МИСиС» вместе с итальянскими коллегами представил улучшенную версию солнечных батарей на основе перовскитов. В ходе исследования учёные выявили присадки (модификаторы), которые без заметных затрат и усложнения техпроцессов повышают КПД панелей и улучшают стабильность отдаваемой мощности.

Перовскит считается одним из самых перспективных материалов для солнечных панелей будущего. На его основе можно выпускать тончайшие многослойные солнечные элементы, которые можно наносить хоть на оконные стёкла, хоть на элементы архитектуры любой кривизны. При этом важно отметить, что панели на основе перовскита можно будет печатать струйным способом, избегая использования дорогих вакуумных установок и другого сложного промышленного оборудования.

Для повышения КПД перовскитных солнечных элементов исследователи подмешали в рабочий раствор для нанесения плёнок так называемые максены (MXenes). Максены – это тончайшие (фактически – двумерные) карбиды титана с высокой электропроводностью. Максены производятся путём травления и отшелушивания атомарно тонких слоёв предварительно нанесённого алюминия на слоистые шестиугольные карбиды и нитриды. Их производство довольно простое.

Созданные на основе предложенного состава фотоэлементы показали повышенные характеристики с эффективностью преобразования мощности, превышающей 19 %, что на 2 % больше мощности аналогов. Предложенный подход может быть легко масштабирован до формата модулей и панелей большой площади, поскольку легирование MXenes (максенами) не меняет технологическую цепочку производства и осуществляется только на первичном этапе создания растворов для нанесения.

«В работе мы демонстрируем полезную роль легирования MXenes как для фотоактивного слоя, так и для слоя переноса электронов в транспортных слоях фуллеренов перовскитных солнечных элементов на основе оксида никеля, – рассказала соавтор исследования, сотрудник лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ «МИСиС», аспирант Анастасия Якушева. – Добавление максенов позволяет, с одной стороны, легко настраивать выравнивание уровней энергии на границе перовскит/фуллерены, а с другой стороны, контролировать концентрацию дефектов в структуре ячейки, что, в свою очередь, улучшает сбор фототока».

Фото: misis.ru

3dnews.ru