Ученые повысили стабильность дешевых солнечных модулей
Специалисты Научно-технологического института Окинавы устранили фундаментальный недостаток многообещающей технологии, известной как перовскитные солнечные элементы.
Команда повысила стабильность и масштабируемость системы, потенциально приближая выход ПСЭ на рынок, сообщает sciencedaily.com. Результаты своей работы она описала в журнале Advanced Functional Materials.
Солнечные батареи третьего поколения эффективно превращают свет в электричество, а производить их дешевле, чем старые кремниевые установки. ПСЭ, в частности, привлекли внимание ученых и промышленности за счет невысокой стоимости и КПД. Хорошо зарекомендовав себя в лабораторных опытах, установки оказались нестабильными и неподходящими для коммерческого производства.
«Нам нужны модули, служащие минимум 5-10 лет. У ПСЭ сейчас этот срок намного короче», — сказал доктор Лонгбин Цю, первый автор работы, проведенной под руководством профессора Ябинга Ци.
Проект подтверждает ранее полученные данные, что диоксид титана, частый компонент ПСЭ, разрушает устройство, сокращая его срок службы. Ученые заменили материал диоксидом олова, более сильным проводником без отрицательного влияния на структуру. Они оптимизировали метод нанесения соединения, создав стабильное, эффективное и масштабируемое устройство.
В экспериментах системы на основе диоксида олова работали в 3 раза дольше, чем титановые версии.
Материал выполняет роль транспортного слоя, помогающего контролировать движение электронов и дыр в перовските. Диоксид титана в этом случае вступает в реакцию с последним, разрушая устройство. Двуокись олова казалась перспективной заменой, но, до этого исследования, ее не удавалось успешно внедрить в крупномасштабное устройство.
Авторы решили проблему за счет техники осаждения напылением. Материал в этом случае бомбардируется заряженными частицами, рассеиваясь по поверхности. Управляя мощностью и скоростью процесса, исследователи получили гладкие слои однородной толщины на большой площади.
Эффективность нового ПСЭ превысила 20%. Ученые планируют продолжить совершенствовать технологию и надеются, что она выйдет на рынок в следующие несколько лет.
