Созданы наиболее эффективные и дешёвые солнечные батареи

Чт, 01/21/2016 - 21:58

При помощи плёнок, состоящих из аналога особого природного минерала, физики из Швейцарии создали новые дешёвые солнечные батареи, которые могут преобразовать в электричество рекордные 20% энергии солнечного света.

На данные момент лучшие имеющиеся модели солнечных батарей используют специальные материалы, которые изготавливаются и очищаются достаточно сложным образом. Наименьшая их стоимость составляет 300 евро за грамм вещества, из-за чего применение таких прототипов в коммерческих целях невозможно. К сравнению, новое вещество, FDT, можно легко изготовить, а его стоимость в пять раз дешевле. При этом разработка имеет все необходимы качества.

На протяжении нескольких последних лет учёные разработали некоторое число особых материалов, которые позволяют улучшить эффективность солнечных батарей в несколько раз. Особенное внимание специалистов привлёк минерал перовскит и его синтетические аналоги. Его тонкие плёнки осуществляют работу полупроводников, преобразующих в электричество энергию света.

Большая часть светопоглощающих материалов имеет симметричную кристаллическую структуру, что способствует свободному перемещению электронов по разным направлениям. Перовскит обладает кубической кристаллической решёткой, которая образована атомами одного металла.

Взаимодействие этих атомов способствует движению электронов в одном направлении, из-за чего солнечные батареи на основе перовскита имеют высокий КПД (12-15%). Учёные достигли более высокого уровня эффективности, при этом не повышая ёмкость батареи.

Для этого было создано вещество FDT, которое относится к типу "переносчиков дырок" (субстанции, помогающие удалять положительные заряды - "дырки", которые находятся в плёнке перовскита, после попадания в неё частиц света). FDT по химической структуре является небольшой молекулой ароматического углеводорода, которая похожа своей формой на бабочку с большими крыльями.

Крылья этой "бабочки" цепляются за поверхность пленки из перовскита, в то время, как нижняя её часть взаимодействует с атомами йода, которые служат источником "дырок" и электронов, заставляя их быстрее возвращаться в рабочее состояние после выбивания светом очередного электрона из кристалла перовскита.

Из-за своих необычных свойств солнечная батарея с тонким слоем FDT может достичь КПД выше 20,2% - рекордного показателя. Учёные надеются, что данное открытие поможет им прийти к созданию самых эффективных источников энергии.

Ищете прибор генерации стандартных и произвольных сигналов? Официальный дистрибьютор Tektronix предлагает вам приобрести генератор сигналов AFG3101, являющийся лучшим в соотношении цена-качество среди приборов своего класса.

Источник