В России создали солнечную батарею для экстремального климата
Около 90 % солнечных батарей сделаны из кремния, остальные — из соединений меди, индия, галлия и селена. И те и другие требуют больших энергозатрат при производстве, а значит, дороги. Российские ученые нашли способ сделать их дешевле и эффективнее, а помог в этом галогенидный перовскит. Расскажем, что это такое, где будут тестировать новинку и при чем тут министр внутренних дел.
Перовскит — сравнительно редкий для поверхности Земли минерал. Он был обнаружен более 180 лет назад немецким ученым Густавом Розе во время экспедиции в Россию. Он назвал его в честь Льва Перовского — министра внутренних дел тех лет, а еще археолога и коллекционера.
Перовскит — источник титана, ниобия и других элементов, известен своей кристаллической структурой
Фото: © Rob Lavinsky / CC BY-SA 3.0
За последнее десятилетие галоидный перовскит стал одним из наиболее перспективных материалов в фотоэлектрических и светоизлучающих устройствах, и его применение приводит к крупным научным достижениям. Десять лет назад научный журнал Science включил фотоэлементы с этим минералом в десятку самых прорывных технологических решений. Сейчас на основе уникальных электрических и оптических характеристик галоидных перовскитов и благодаря простоте их производства создаются эффективные солнечные батареи, фотодетекторы, светодиоды и лазеры.
В России к чудо-минералу тоже особое внимание. Еще с 2015 года на его основе ученые из МИСиС создают фотоэлементы и фотодетекторы. Их последняя разработка — портативная раскладываемая солнечная батарея, которая отличается от аналогов высокой энергоэффективностью, в том числе в условиях низкой освещенности.
Солнечную батарею сделали на гибкой текстильной основе, она состоит из нескольких фотомодулей, в которых полупроводниковый материал нанесен на подложки из стекла размером 10 на 10 см
Фото: © Университет науки и технологий МИСИС
Новинку протестировали в ясный день и в пасмурную погоду, а еще при сумрачном освещении. Испытания доказали, что перовскитные фотомодули мощнее существующих кремниевых аналогов. При эталонных солнечных условиях они показали КПД более 25 %, а при естественном затемнении и облачности — более 15 %.
Исследователи из МИСиС объединились с коллегами из машиностроительного завода в Твери и создали прототип солнечной батареи нового поколения из отечественного сырья. При этом разработку усовершенствовали с помощью графеноподобных материалов и хлорсодержащих прекурсоров, это позволит контролировать количество дефектов.
Новинка уже готова к промышленному производству. Пока же ее адаптируют к условиям Крайнего Севера. Также ученые изучают возможности установки новых солнечных батарей на микроспутники, которые работают на низких орбитах.
В российских недрах впервые нашли ауроселенид — что это такое?
Читать
