Российские исследователи разработали портативную солнечную батарею на базе гибридной формы перовскитов, перспективного полупроводникового материала. Разработка отличается высокой эффективностью в условиях низкой освещенности и готова к промышленному масштабированию, сообщила пресс-служба НИТУ МИСИС.
«Мы провели натурные испытания при пасмурной погоде и при сумрачном освещении, подтвердившие повышение генерационной мощности наших фотомодулей в сравнении с аналогами на кремнии. При эталонных солнечных условиях достигнут показатель КПД более 25%, при естественном затенении и облачных условиях значение КПД составило более 15%», — заявил и. о. заведующего лабораторией перспективной солнечной энергетики Университета МИСИС (Москва) Данила Саранин.
Разработанная Сараниным и его коллегами система солнечной генерации энергии представляет собой набор из нескольких перовскитных фотомодулей размерами 100 на 100 мм, которые были нанесены на подложки из стекла при помощи технологии жидкофазного нанесения и обработаны при помощи лазеров. Эти фотомодули ученые разместили на гибком текстиле, что упрощает их перенос и позволяет раскладывать солнечный генератор электричества при его установке на разных поверхностях, сообщает ТАСС.
Как отмечается в сообщении, исследователи разработали первый промышленный образец этой системы, полностью готовый к массовому производству, в сотрудничестве с одним из ведущих российских машиностроительных предприятий. Помимо масштабирования технологии при разработке прототипа были применены новые подходы легирования графеноподобными материалами и хлорсодержащими прекурсорами, что позволяет контролировать количество дефектов и устройство тонкопленочных структур.
По информации разработчиков батареи, новое изделие уже адаптируют для использования для автономного питания узлов связи и удаленных объектов в условиях Крайнего Севера. Также ведутся исследования по интеграции новых солнечных батарей для питания микроспутников на низких орбитах. Кроме того, ученые разрабатывают новые подложки, что позволит снизить затраты на производство и сделать солнечные панели более доступными. Разработка велась в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС «Материалы будущего» по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030».
Перовскиты представляют собой гибкие и легкие полупроводниковые материалы с достаточно необычными свойствами и структурой. Они похожи по устройству на природный минерал перовскит, хорошо поглощающий свет и превращающий его в другие формы энергии благодаря тому, как внутри него расположены «кубы» из атомов металлов и восьмигранники из атомов кислорода. Уже сейчас фотоэлементы на базе перовскитов не уступают и часто превосходят их кремниевые аналоги по эффективности поглощения солнечного света.