Прорыв в создании перовскитных солнечных батарей — наносятся на сложные поверхности и работают в 10 раз дольше

12 березня 2025 р. 16:19

12 березня 2025 р. 16:19

Ученые усовершенствовали перовскитные солнечные элементы , увеличив срок их службы в 10 раз, по сравнению с предыдущими аналогами.

Это достижение приближает разработчиков к будущей революции в технологиях производства солнечной энергии. Перовскитные элементы считаются наиболее серьезной альтернативой традиционной кремниевой технологии. Их гибкая структура позволяет печатать их и размещать на автомобилях и телефонах, обеспечивая подзарядку прямо в дороге.

Сейчас перовскиты имеют ряд серьезных недостатков. Среди прочего, они быстро разрушаются после контакта с влажным воздухом и начинают выделять йод.

Однако группе исследователей удалось решить эту проблему. Они добавили в перовскиты наночастицы, создав элемент, способный работать до 1 530 часов. Это почти в 10 раз дольше предыдущих аналогичных конструкций солнечных батарей.

«Решая эти общие проблемы, которые мы видим в перовскитной солнечной технологии, наше исследование широко открывает двери для более дешевой, эффективной и широко доступной солнечной энергии. То, чего мы достигли, является критически важным шагом на пути разработки высокопроизводительных солнечных элементов, которые могут выдерживать реальные условия, что приближает нас к их коммерческому использованию в глобальном масштабе», — отметила инженер-исследователь из Института передовых технологий Университета Суррея, соавтор исследования Ималка Джаявардена.

Солнечная энергетика остается одной из наиболее перспективных, экологически чистых форм производства энергии, позволяющей в перспективе сокращать выбросы парниковых газов в атмосферу. Однако развитие технологии сдерживает использование кремния, который является дорогим в производстве.

В то же время синтетические версии природных кристаллов оксида кальция и титана можно изготовить за значительно меньшую цену. Но если солнечные элементы из чистого кремния способны работать в течение многих десятилетий, перовскитные солнечные элементы обычно работают всего около 100 часов.

В рамках нового исследования разработчики искали способ улавливать йод, который вытекает из перовскитных элементов при контакте с воздухом. Они встроили крошечные наночастицы оксида алюминия в перовскитные элементы в процессе их изготовления.

Эти элементы тестировали в условиях экстремальной жары и влажности. Разработчикам удалось установить, что модифицированные элементы сохраняли производительность в течение более чем двух месяцев, по сравнению с предыдущими разработками, срок службы которых составлял до 160 часов.

«Десять лет назад идея перовскитных солнечных элементов, которые могли бы работать так долго в реальных условиях, казалась недостижимой. Благодаря этим улучшениям мы открываем новые горизонты в стабильности и производительности, приближая перовскитную технологию к тому, чтобы стать основным энергетическим решением», — подчеркнул ведущий автор исследования Хашини Перера

Солнечная энергетика бьет рекорды: в этом году создадут 593 ГВт новых генерирующих мощностей

Материал опубликован в журнале EES Solar

Источник: LiveScience

Наука