Новый материал позволит создать мощные солнечные батареи без свинца

Ученые из Университета Пердью разработали материал для следующего поколения солнечных батарей, устраняющий потребность в свинце.

Металл был основным препятствием на пути распространения перовскитных устройств, сообщает sciencedaily.com. Впервые такие солнечные батареи были представлены в 2009 году. По эффективности перовскитные устройства превосходят стандартные аналоги. Средний КПД последних – 15-18%. Перовскитные батареи превращают в электричество до 28% полученного света.

Но коммерческое использование материала ограничивается нестабильностью и наличием растворимого в воде свинца, представляющего опасность для здоровья. Команда исследователей из Университета Пердью, возглавляемая Летианом Доу, разработала сэндвич из органических и неорганических материалов, формирующих гибридную структуру. Она не включает свинец и характеризуется повышенной стабильностью.

«Структура напоминает полупроводниковый квантовые колодцы, широко применяемые во многих электронных и оптоволоконных устройства. Но ее проще производить, и материал лучше переносит дефекты», — сказал Доу.

Выводы исследования представлены в Nature Chemistry. В статье, опубликованной в сентябрьском номере Journal of the American Chemical Society, ученые описали, как внедрили материал в основной компонент многих электронных устройств, полевой транзистор.

Яо Гао, ведущий автор обеих работ, отметил, что структуру дешевле производить, чем стандартные органические полупроводники. По его словам, стратегия создания нового материала может лечь в основу многих функциональных гибридов.

«Солнечные батареи могут быть очень мощными, — сказал специалист. – Наша новая технология повысит стабильность гибридных перовскитных материалов. Отказавшись от свинца, мы получим более безопасные, экологичные материалы, подходящие для биоэлектронных датчиков».