Прорыв в области гелиотехнологии

Благодаря ученым из Технологического Университета Наньяна (Китай), в ближайшем будущем солнечные панели станут эффективными, дешевыми и доступными. Они упростили процесс создания солнечных батарей, сделанных из перовскитовых гибридных материалов из органических и неорганических элементов. В итоге эти батареи получаются в пять раз дешевле, чем солнечные тонкопленочные фотоэлементы, в настоящее время более распространенные. Перовскит является отличным материалом для солнечных батарей, поскольку он способен перерабатывать до 15% солнечной энергии в электричество, что сравнимо с эффективностью современных солнечных батарей. До последнего момента вопрос о том, как это происходит, оставался открытым.

В исследовании, опубликованном в прошлую пятницу (18 октября) в известнейшем академическом журнале Science команда Технологического Института Наньяна, состоящая из специалистов в разных областях, впервые в мире объяснила этот феномен.  Команда из восьми исследователей, возглавляемая помощником профессора Сум Чже Ченом (Sum Tze Chien) и доктором Нрипан Мэттьюс (Nripan Mathews), работала в тесном сотрудничестве с приглашенным профессором Михаэлем Гретцелем (Michael Grätzel), которому принадлежит разработка перовскитового материала с 15-процентной эффективностью преобразования солнечной энергии. Последний также является соавтором исследования. Профессору Гретцелю, преподающему в Федеральном институте технологии Лузанны (Швейцария), принадлежит множество наград за изобретение сенсибилизированных красителем солнечных батарей. Прорыв в области гелиотехнологии

Помощник профессора Сум замечает, что получить ответ на вопрос, почему перовскит является столь эффективным материалом для солнечных батарей, оказалось возможным только с помощью передового оборудования и при сотрудничестве с Институтом ERI@N.

«В нашем исследовании для изучения материалов на основе перовскита мы использовали ультрабыстрые лазеры. Оборудование, с помощью которого мы измеряли скорость реакции материалов на свет, могло работать в диапазоне до квадриллионов секунды – примерно в 100 миллиардов раз быстрее, чем вспышка камеры», — говорит Сум, эксперт в области фотофизики из Школы Физики и Математики Университета Технологии Наньяна. — Мы обнаружили, что в этих перовскитовых материалах электроны, генерированные солнечным светом, движутся с огромной скоростью. Это позволяет нам создать более тонкие солнечные батареи, которые поглощают больше солнечного света и генерируют электрическую энергию».

Физик добавляет, что уникальные характеристики перовскита особенно заметны по той причине, что сам материал обладает простой технологией производства, с помощью которой в обычных условиях изготавливаются низкокачественные материалы. Его соавтор, доктор Нрипан Мэттьюс, старший исследователь в Институте (ERI@N), заявляет, что их открытие является показательным примером того, как инвестирование в фундаментальные исследования и междисциплинарный подход могут привести к обретению знаний и даже прорывам в соответствующей области.

«Теперь, когда мы знаем, как работает перовскитовый материал, мы можем улучшить показатели эффективности солнечных батарей и, возможно, достигнем или даже превзойдем показатели современных солнечных тонкопленочных батарей, — говорит доктор Мэттьюс, который также является директором по разработке и развитию Инициативной группы по исследованию устойчивых источников энергии (SinBeRISE). — Отличные показатели этого материала позволят разработать легкие и гибкие солнечные батареи на пластмассовой основе с использованием недорогих технологий и без ущерба для эффективности преобразования солнечной энергии».

Профессор Субодх Мхаисалкар (Subodh Mhaisalkar), исполнительный директор Института (ERI@N), заявляет, что на данный момент они нацелены на создание прототипа модулей солнечных батарей на основе этого потрясающего материала. «Солнечные батареи на основе перовскита обладают возможностью достичь 20-процентной эффективности преобразования солнечной энергии. Еще одной замечательной особенностью материала является его возможность изменять цвет и становится красным, желтым или коричневым. Столь яркая расцветка открывает новые возможности для архитектурного дизайна», — добавляет профессор.

С помощью полученных знаний о работе таких солнечных батарей Энергетический исследовательский институт (ERI@N) в сотрудничестве с Австралийской компанией по разработке экологически чистых технологий Dyesol Limited разрабатывает коммерческий прототип солнечной батареи из перовскита.

http://nauka21vek.ru