Перовскитные солнечные элементы с повышенным КПД

Разработчики солнечных элементов сегодня продолжат борьбу за повышение КПД за счет применения разнообразного материала напыления поверхности панелей. Параллельно с изысканием необходимо понимать экономическую эффективность применения того или иного материала.

Долгое время разработчики не могли преодолеть планку КПД солнечных панелей в 17%. Разорвать рамки ограничений КПД удалось при помощи применения титанового минерала перовскита, который был открыт еще в 1839 году. С применение перовскита удалось повысить КПД солнечных батарей до 23%.

Перовскитные солнечные элементы с повышенным КПД

Применение перовскита в солнечных элементах

Технология применения перовскита не новая, но вся проблема заключалась о невозможности создания перовскитовых элементов на больших площадях. В научном-популярном издании Nature Nanotechnology была опубликована статья, в котором данная проблема была решена с помощью метода применения реакционных расплавов полииодидов. Таким образом получилось создать тонкий слой перовскита, растянувшийся на большой площади, со светопоглощающим свойством.

Реакционные расплавы полииодидов и их образование

Что представляет собой реакционные расплавы полииодидов? Это инновационный класс веществ, полученный учеными в 2016 году, свойства которого состоит в сохранении жидкого агрегатного состояния при температурах около 20 0C и проявлении активного взаимодействия с другими веществами. Расплавы при взаимодействии с металлическим свинцом способны без побочки образовывать перовскиты. Но и здесь не обошлось без минусов.

Дело в том, что на процедуру нанесения на больших площадях предусмотрен очень короткий промежуток времени по причине скоротечности протекания вышеописанной реакции.

Для непосредственного образования полииодидов прямо на поверхности металлического свинца используют термическое напыление в условиях вакуума. В результате чего образуется два слоя — тонкая пленка металлического свинца и соль органического происхождения.

Химические свойства данных слоев не позволяет им вступать в реакцию друг с другом. Данная неактивность слоев позволяет четко контролировать в процессе вакуумного напыления толщина напыляемых слоев вместе с соблюдением пропорции реагирующих компонентов.

Получение поверхности со светопоглащающей пленкой

Полученная методом вакуумного напыления структура обрабатывается йодными парами, которые, вступая в реакцию с органической солью, образуют реакционный расплав полииодида. Расплав в свою очередь моментально реагирует с нижним слоем металлического свинца с итоговым образованием тонкой равномерно распределенной по поверхности пленки со светопоглощающим свойством. Получение большей площади однородной светопоглощающей пленки позволяют использовать данный метод в промышленных масштабах производства солнечных батарей с КПД превышающим 23%.

(2 votes, average: 5,00 out of 5)
Загрузка...