Сегодня 17 сентября 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 🔥
Второй патч для Hollow Knight: Silksong не заставит себя долго ждать — в Steam уже доступна бета-версия 7 ч.
ОС Astra Linux Server дополнилась спецверсией для «1С:Предприятия 8» 7 ч.
Бывшие разработчики «Мора» анонсировали The Lift — сюжетный симулятор ремонтника с атмосферой советской фантастики 8 ч.
Дополнение The Red Strain к ролевому экшену Atomfall отправит игроков на заброшенный полигон для ядерных испытаний 9 ч.
YouTube перестал считать пользователей с блокировщиками рекламы за людей — у блогеров резко упали просмотры 9 ч.
Google представила локальный поисковик для ПК на Windows 9 ч.
OpenAI готовит детскую версию ChatGPT и будет автоматически сортировать пользователей по возрасту 10 ч.
YouTube за последние четыре года выплатила авторам контента более $100 млрд 10 ч.
«Скачок в области открытого кодирования видео» — видеокодек AV2 выйдет к концу года 10 ч.
Разработчики ИИ всё чаще попадают под сокращение из-за ИИ — такое происходит в Meta, xAI и Google 10 ч.
Starlink сотрудничает с разработчиками чипов, чтобы обеспечить поддержку спутниковой связи в смартфонах 2 ч.
Новая статья: Обзор видеокарты NVIDIA GeForce RTX 5050: Intel передает «спасибо» 6 ч.
Samsung забуксовала с флеш-памятью — выпуск QLC NAND девятого поколения отложен до 2026 года 6 ч.
Corsair выпустила компьютерный БП мощностью 3 кВт — к нему можно подключить четыре GeForce RTX 5090 7 ч.
Дефицит HDD грядёт откуда не ждали — крупнейший в мире телескоп будет генерировать 600 Пбайт данных в год 9 ч.
Cooler Master выпустила кулер Hyper 212 3DHP с Ш-образными тепловыми трубками 9 ч.
Космический грузовик Cygnus XL увеличенного объёма доставит на МКС около 5 т груза 9 ч.
AMD выпустила Ryzen 5 9500F и Ryzen 7 9700F — первые Granite Ridge без графического ядра 9 ч.
Один из девяти компьютеров Apple-1 в оригинальном деревянном корпусе выставили на аукцион 11 ч.
NVIDIA отказалась от активного развития собственного ИИ-облака DGX Cloud 12 ч.