21.11.2019
Многие специалисты сегодня работают над тем, как повысить эффективность солнечных батарей. Сотрудники факультета наук о материалах МГУ разработали новый подход, позволяющий сделать светопоглощающий слой перовскитных солнечных элементов рельефным, похожим на волнистую стиральную доску, тем самым повысив эффективность поглощения солнечного излучения.
Солнечные батареи на основе органо-неорганических веществ со структурой перовскита — это относительно новый сегмент устройств, и их эффективность может превышать показатели аналогичных во несколько раз. С момента создания первого прототипа перовскитной солнечной ячейки в 2009 году эти устройства постоянно совершенствовались, обогнав по эффективности самые распространенные поликристаллические кремниевые солнечные элементы, и сегодня их рекордные значения КПД составляют более 25%.
Одним из подходов к дальнейшему увеличению КПД солнечных элементов является создание на поверхности светопоглощающего слоя текстуры — системы чередующихся выступов и борозд. В результате свет рассеивается на неровностях поверхности и лучше поглощается. Новый метод текстурирования светопоглощающего слоя, разработанный в МГУ, основан на использовании полииодидов метиламмония. Такие соединения обладают двумя уникальными особенностями: они жидкие при комнатной температуре и очень интенсивно вступают в реакцию с металлическим свинцом. В результате образуется гибридный перовскит высокого качества. Используя особенности полииодидов метиламмония, исследователи МГУ предложили сразу же формировать перовскитный
светопоглощающий слой с заданной микроструктурой поверхности, а не модифицировать ее после получения, как это делается в большинстве случаев.
«Разработанный нами подход основан на явлении роста кристаллов в ограниченном пространстве. Чтобы получить слой перовскита с определенным рельефом поверхности, несколько капель реакционных полииодидов наносили на поверхность пленки металлического свинца и прижимали штампом с заданным рельефом. В ходе протекания химической реакции между жидкими полииодидами и свинцом растут кристаллы перовскита. Поскольку доступный для роста объем ограничен рельефом штампа, кристаллы принимают форму предоставленного им объема, полностью заполняя его. Реакция протекает очень быстро, уже через пару минут можно убрать штамп — и мы получаем слой перовскита с текстурой,
заданной штампом», — рассказал руководитель исследования Алексей Тарасов, кандидат химических наук, заведующий лабораторией новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ и старший научный сотрудник химического факультета МГУ.
Так же, с использованием рельефного штампа и жидких перекристаллизовывающих полииодидов, может быть модифицирована поверхность заранее сформированного слоя перовскита. Предложенный учеными метод синтеза может быть использован при создании различных лазерных и оптических устройств на основе гибридных перовскитов.
Нет комментариев