Сегодня 19 июня 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

В России разработали солнечные панели, которые лучше всех работают в тени

Учёные Университета МИСИС и Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова (ИСПМ РАН) представили органические полупроводники для солнечных перовскитных модулей, которые при низком освещении увеличивают мощность выработки до 90 %, а КПД на 2,42 %. Подобный тип солнечных батарей позволит эффективно вырабатывать электроэнергию вдали от солнечных регионов, в условиях плотной облачности и даже внутри зданий.

 Источник изображений: Journal of Power Sources

Источник изображений: Journal of Power Sources

Исследователи занимались вопросом повышения эффективности и практической надёжности солнечных элементов из таких тонкоплёночных структур, как галоидные перовскиты. Это нанокристаллический перовскитный поглотитель, который размещается между слоями переноса заряда. Такая структура способна вырабатывать больше энергии, чем кремний, и обещает быть дешевле в производстве. Максимальный КПД, который учёные смогли достигнуть в лаборатории, сегодня составляет 26,1 % и продолжает расти.

Перовскитные материалы и галоидные соединения в частности очень чувствительны к внешней среде — температуре, влажности, освещению и прочему. Поэтому во всём мире учёные ищут возможность защитить их от коррозии и химического (фотохимического) разрушения, без чего коммерческая эксплуатация подобных фотоэлементов будет невозможна. Российские учёные также двигались в этом направлении. В ходе исследований коллектив учёных МИСИС и ИСПМ РАН синтезировал органический самособирающийся монослойный материал, который оказался химически совместим с перовскитными соединениями и обладал необходимыми защитными функциями.

По сути, учёные создали технологию образования упорядоченной (защитной) молекулярной структуры толщиной в одну или несколько молекул, образующейся при поглощении активных веществ с поверхности. Такие активные вещества образуются естественным образом под воздействием тепла и света. Например, это могут быть летучие соединения йода и другие побочные продукты, которые вызывают коррозию и окисление. Исследователи смогли обратить этот негативный эффект себе на пользу, заставив его работать на создание защитного слоя.

Химическую работу при самосборке монослоя производит состав на основе трифениламина с карбоксильной связующей группой. Его применение также улучшило перенос заряда между перовскитными поглотителями и неорганическими слоями.

«Новый самособирающийся монослой — один из наиболее простых с точки зрения синтеза. Подобные материалы широко применяются благодаря высокой стабильности и адгезии. Однако для получения материала важно учитывать ряд требований. Среди них: термическая, фото- и электрохимическая стабильность, подходящий уровень молекулярной орбитали для переноса положительно заряженных носителей заряда с перовскита на электрод и химическая совместимость между покрытиями. Также важно избегать "паразитического" поглощения энергии при прохождении солнечных лучей через трёхслойную структуру материала», — рассказала сотрудница лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ МИСИС Екатерина Ильичёва.

Выяснилось, что после образования монослоя эффективность носителей заряда выросла, а также снизилась потеря энергии. Тесты при естественном свете показали, что перовскитные элементы с монослоем сохраняют до 98 % своей первоначальной производительности после 1000 часов работы, тогда как необработанные устройства теряют более 20 % мощности уже через 400 часов. Результаты исследования подробнее описаны в журнале Journal of Power Sources.

«В ходе исследования мы также изготавливали перовскитные солнечные модули с применением новой технологии. Их КПД вырос с 13,22 % до 15,64 %, а при низком освещении максимальная мощность увеличилась на 47–90 %. Мы выяснили, что монослой значительно снижает количество дефектов и усиливает взаимодействие между слоями, что ведёт к более стабильной работе перовскитных солнечных элементов. Кроме того, обработанные образцы оказались менее подвержены влиянию внешних факторов, таких как свет, влага и температура», — поделилась Полина Сухорукова, инженер лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ МИСИС, исследователь лаборатории полимерных солнечных батарей ИСПМ РАН.

Работающие в условиях слабой освещённости солнечные панели и панели для работы внутри помещений — это одно из важных направлений в фотовольтаике. В условиях плотной городской застройки солнечный свет редкий гость на улицах городов. Фотопанели для выработки электрической энергии в таких условиях будут востребованы и сыграют свою роль в сфере возобновляемой энергетики.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Capcom анонсировала игровую презентацию Capcom Spotlight — покажут Resident Evil Requiem, Pragmata и не только 2 ч.
«Весёлая, простая и красивая»: Midjourney запустила V1 — свою первую ИИ-модель для генерации видео по изображениям 3 ч.
OpenAI перестанет работать с ИИ-стартапом Scale AI из-за его сближения с Meta 3 ч.
Google интегрирует в YouTube Shorts свою новую ИИ-модель генерации видео Veo 3 4 ч.
В переговорах OpenAI и Microsoft сохраняется несколько важных противоречий 5 ч.
OpenAI вскрыла тёмные личности в ИИ, отвечающие за ложь, сарказм и токсичные ответы 12 ч.
ИИ-поисковик Google научился понимать голосовые запросы, но доступна функция не всем 13 ч.
«Вы не сдаётесь, и однажды они умирают»: режиссёр фильма по Elden Ring раскрыл секрет успеха в играх FromSoftware 14 ч.
По мотивам Death Stranding выйдет аниме с оригинальной историей от создателя «Воспитанных волками» 17 ч.
Российская студия анонсировала «Царевну» — фэнтезийный экшен с элементами балета по мотивам «Сказки о царе Салтане» 19 ч.
Антирекорд SpaceX: корабль Starship зрелищно взорвался, даже не оторвавшись от земли 19 мин.
Honor выпустит самый тонкий и лёгкий складной смартфон в мире раньше, чем Samsung 20 мин.
В России появятся складные смартфоны на отечественной платформе «Ред ОС М» 52 мин.
Стала известна точная дата анонса Galaxy Z Fold 7 и других новинок Samsung 55 мин.
Бельгийцы представили транзисторы нового поколения — быстрые, эффективные и доступные в производстве 56 мин.
Leica представила первую 35-мм фотоплёнку под собственным брендом — $10 за 36 ч/б кадров 2 ч.
Выбор Google в пользу TSMC для выпуска чипов для Pixel 10 стал «шоком» для Samsung 3 ч.
ИИ — это не только GPU: Marvell проектирует полсотни кастомных чипов для ЦОД 3 ч.
Поставщиком гибких дисплеев для складного iPhone будет компания Samsung 4 ч.
ЦОД Colossus, принадлежащий xAI, обвинён в эксплуатации более 35 неэкологичных газовых турбин без разрешений 4 ч.