Сегодня 15 июля 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 🔥
Один сбитый бит — и всё пропало: атака GPUHammer на ускорители Nvidia ломает ИИ с минимальными усилиями 2 ч.
Механизмы, конвейерные ленты, роботы: в Steam стартовал «Фестиваль автоматизации» со скидками, демоверсиями и не только 2 ч.
Чат-бот с креативом: Claude стал ИИ-дизайнером, научившись работать с Canva 2 ч.
Call of Duty: Black Ops 7 скоро выйдет из тени — анонсирован большой показ «самой умопомрачительной» игры в истории серии 3 ч.
Иран захотел создать госооблако по американским стандартам безопасности 3 ч.
Опять за старое: разработчики God of War готовят следующий блокбастер, но не по новой франшизе 5 ч.
ИИ-сводки в Gmail превратили в инструмент для фишинговых атак, но Google уже закрыла уязвимость 6 ч.
В открытый доступ попали внутренние документы о проблемах разработки Subnautica 2 — Krafton подтвердила утечку 7 ч.
Windows 11 сама решит, когда экономить батарею — Microsoft тестирует незаметное адаптивное энергосбережение 8 ч.
Ведущий разработчик Far Cry 4 рассказал об «очень и очень интересной» механике с Пэйганом Мином, которая не попала в игру 9 ч.
Новая статья: Охладить пыл фон Неймана: сверхпроводимость — в каждый ЦОД! 2 ч.
Пользователей флагманских наушников Sony WH-1000XM6 взбудоражила новость о сломавшемся шарнире — от этого массово страдали XM5 3 ч.
«Яндекс» замотивирует сотрудников, раздав им акций на 15 млрд рублей 4 ч.
«Инфосистемы Джет» реализовали для ООО «МПК “Атяшевский”» масштабируемый проект с модульными ЦОД 8 ч.
200 Тбайт ёмкости и 50 лет сохранности: HoloMem предложила недорогую и эффективную замену LTO — картриджи HoloDrive 8 ч.
В «М.Видео-Эльдорадо» назвали самые популярные среди россиян бренды наушников 10 ч.
Горячая пора: изменение климата угрожает стабильности работы дата-центров 10 ч.
Lenovo представила первый белый ThinkPad — тонкий ноутбук Aura X9 AI Edition 10 ч.
KFC вместе с Asus ROG выпустила уникальные кейкапы для геймерских клавиатур 11 ч.
Biostar представила индустриальный компьютер EdgeComp MS-1335U с поддержкой четырёх дисплеев 13 ч.