Вчені знайшли спосіб зробити сонячні батареї безпечними для навколишнього середовища

Хіміки змоделювали понад півтори тисячі змін сонячних панелей на основі нового матеріалу, властивості якого перевершили якості звичайних перовскітів.

Щобільше, він виявився екологічнішим і не менш продуктивним.

Хіміки змоделювали понад півтори тисячі змін сонячних панелей на основі нового матеріалу, властивості якого перевершили якості звичайних перовскітів.

Щобільше, він виявився екологічнішим і не менш продуктивним.

Поява свинцево-галогенідних перовскітних сонячних елементів (LHPSC) стала проривом у фотоелектричній промисловості завдяки рекордним значенням коефіцієнта корисної дії.

Вони досягають визначних показників ефективності перетворення енергії: 25% в одноперехідних фотоелементах і 29% у монолітних тандемних конфігураціях.

Однак, як зазначили у своїй роботі вчені з Автономного університету Керетаро (Мексика), традиційні перовскітні сонячні панелі мають і цілу низку недоліків: токсичність свинцю, недовговічність і високу нестабільність.

Це, своєю чергою, «гальмує» їхнє широке застосування.

Хіміки поставили завдання знайти альтернативні матеріали, які поєднували б у собі унікальні властивості свинцево-галогенідних перовскітних сонячних елементів з нетоксичною природою оксидних перовскітів.

Вчені взяли за основу сонячних елементів халькогенідні перовскіти (Sr.

HfSe 3) — ці напівпровідникові матеріали хімічно стабільні та ефективно перетворюють сонячну енергію на електричну.

Дослідники створили сонячну батарею з декількох шарів різних матеріалів, а як дірковий провідник використовували дисульфід молібдену (MoS2).

Потім його послідовно замінювали шарами з неорганічних напівпровідників, полімерів та максенів (двовимірних наноматеріалів, що складаються з карбідів, нітридів та карбонітридів перехідних металів).

За допомогою програми моделювання сонячних батарей SCAPS-1D хіміки розробили 1627 конфігурацій пристроїв на основі нового перовскіту Sr.

HfSe 3 CPs.

У процесі роботи вчені могли оптимізувати вирішальні параметри наближені до умов реальної експлуатації.

Дослідження показало, що халькогенідні перовскіти можуть демонструвати підвищену продуктивність.

Найкращі результати серед протестованих матеріалів виявилися у трьох провідних шарів: SnS – ККД 27,87%, CPE-K – 27,39% та Ti2CO2 – 26,3%.

Наукова робота опублікована в журналі Solar Energy Materials and Solar Cells.

Це теж варте вашої уваги - Європа встановила рекорд швидкості квантово-захищеного зв'язку.