Інженери з Університету Торонто вдосконалили технологію виробництва сонячних панелей з перовскита. Нова методика дозволить у майбутньому друкувати високоефективні сонячні батареї з такою ж легкістю, що й газети. Результати дослідження були опубліковані в журналі Science.
Більшість сонячних панелей на ринку виготовляють з шарів кристалічного кремнію. Вони виробляються при температурах вище 1000 градусів Цельсія і з використанням великої кількості небезпечних розчинників.
На відміну від модулів з кристалічного кремнію, панелі з кристалів перовскита тонше і виробляються з дешевих і світлочутливих матеріалів. На основі перовскита можна створювати так звані «сонячні чорнило», які дозволяють друкувати панелі на склі, пластику та інших матеріалах за допомогою струменевого принтера.
Однак головна проблема при виробництві перовскітним модулів полягає в електро-селективному шарі (ESL), який допомагає витягувати викликані сонячним випромінюванням електрони з кристалів перовскита.
«Найбільш ефективний матеріали для створення ESL — це порошки, які потрібно спекать при температурі вище 500 градусів Цельсія. Цей шар можна нанести на смужку гнучкого пластику або на вже готову сонячну панель — вони просто розплавляться », — описав проблему керівник дослідження Хаіжень Тан.
Канадські вчені на чолі з Таном розробили хімічну реакцію, яка дозволяє «вирощувати» електро-селективний шар з наночастинок в розчині прямо на поверхні електрода. Цей процес також вимагає нагрівання, але температура при цьому не перевищує 150 градусів. При такій температурі більшість пластиків зберігають свою форму, повідомляє Science Daily.
Ефективність отриманих модулів становить 20,1% — незначне менше, ніж у перовскітним сонячних панелей, вироблених традиційним методом. Крім того, навіть після 500 годин експлуатації батареї зберігають більше 90% своєї початкової ефективності.
Нова технологія дозволить наносити сонячні панелі на різні предмети і пристрої: від чохлів для смартфонів до склопакетів. Також перовскітним модулі можна наносити на звичайні сонячні панелі без пошкодження основи і підвищувати ефективність до рекордних 30%.
У листопаді минулого року вчені з Каліфорнійського університету в Берклі і Національної лабораторії ім. Лоуренса Берклі домоглися рекордного ККД. У піковий період ефективність нових сонячних елементів досягала 26%. Прориву вдалося домогтися завдяки поєднанню двох перовскітним матеріалів, кожен з яких вбирає різні довжини хвиль сонячного світла. Схожа методика дозволила японським вченим подвоїти ККД сонячних елементів. Підвищити ефективність інженери також намагаються за допомогою експериментів з матеріалами – фотолюмінесцентними і світлопоглинаючими.