Перовскит — минерал класса оксидов со структурой титаната кальция — является одним из перспективных материалов для изготовления солнечных батарей. Применение только одного перовскита позволяет достичь более 25% эффективности, а в сочетании с другими элементами она может возрастать еще больше.
В то же время, по сравнению со стандартными кремниевыми солнечными батареями, батареям на основе перовскита присуще явление нерадиоактивной рекомбинации — на практике это означает, что часть заряда батарей превращается в тепло, то есть их тепловые потери увеличиваются, а эффективность — снижается.
Фото: University of Oxford Press Office
Исследователи из Китая и Швеции под руководством Чинье Бао из Восточнопедагогического университета попытались найти естественный и недорогой путь решения этой проблемы. И остановились на веществе капсаицин — которое, по совпадению, отвечает за остроту перца. Проверить эту гипотезу они решили на солнечной батарее на основе перовскита метиламоний трийодида свинца (CH3NH3PbI3).
На этапе производства в прекурсор добавляли капсаицин в соотношении 0,1% к конечной массе перовскита. После этого улучшенные батареи проверили на эффективность и стабильность по сравнению с обычными.
Эффективность контрольных батарей составила 19,1%, а батарей с капсаицином — 21,88%. А после 800 часов пребывания на открытом воздухе «улучшенные» батареи удерживали более 90% исходной эффективности. Авторы исследования указывают, что на сегодня это наиболее эффективные показатели для солнечных батарей на основе взятого ими материала.
Как объясняет Бао с коллегами, добавление капсаицина позволило изменить поверхностную энергетику перовскита: соединение заполняет места между слоями полупроводников p-типа (имеют меньше электронов) и n-типа (имеют больше электронов), предотвращая упомянутое явление нерадиоактивного рекомбинации.
В будущем ученые планируют найти способы повысить эффективность солнечных батарей на основе перовскита, который не содержит в своем составе свинца.
Как сообщал «Вокруг Света. Украина», в Австралии построят крупнейшую в мире солнечную ферму. Солнечная ферма Newcastle Waters сможет обеспечить одну пятую потребности Сингапура в электроэнергии.
По материалам Hromadske.ua
Читайте также:
Во Франции провалился проект дороги на солнечных батареях
Токио строит экодороги на солнечных батареях
В Украине появилась уникальная солнечная электростанция
