В сфере солнечных батарей грядет революция

Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны разработали материал для солнечных панелей, способный снизить стоимость фотогальваники вкупе с ростом энергоэффективности до 20,2%.

Некоторые из наиболее перспективных современных светопоглощающих пленок сделаны из перовскитов — группы материалов, разделяющих характерную молекулярную структуру. Однако использование солнечных батарей на основе перовскитов обходится недешево, поскольку в них применяются дорогие «материалы с транспортом дырок», функция которых — перемещать положительные заряды, которые генерируются, когда свет достигает перовскитовой пленки.

Результаты опубликованы в издании Nature Energy.

20%, 20% и даже выше

Сейчас ученые разрабатывают значительно более дешевый материал с транспортом дырок, стоимость которого — всего 20% от стоимости существующих аналогов, в то время как эффективность солнечных батарей превышает 20%.

С ростом качества перовскитовых пленок исследователи ищут альтернативные способы улучшения эффективности солнечных батарей. Совершенно случайно этот поиск выявил другой ключевой элемент солнечных панелей, слой с транспортом дырок, и, в частности, составляющие его материалы. Существует всего два материала с транспортом дырок для солнечных батарей на основе перовскита. Оба типа достаточно сложно и затратно синтезировать, что делает и без того дорогую солнечную батарею буквально золотой.

Для решения этой проблемы исследователи во главе с Мухаммадом Назируддином спроектировали материал с транспортом дырок под названием FDT, который не только снижает стоимость солнечных батарей, но и удерживает их эффективность на должном уровне.

Испытания показали, что эффективность FDT составила 20,2%, что выше двух других дорогостоящих альтернатив. А поскольку FDT можно легко модифицировать, он может выступать проектом целого поколения новых дешевых материалов с транспортом дырок.

Лучшие солнечные батареи на основе перовскита используют материалы с транспортом дырок, которые сложно изготовить и очистить, и, кроме того, они предельно дорогие, порядка 300 евро за грамм, что препятствует их масштабному выводу на рынок, заявил Назируддин. По сравнения с ними FDT легко синтезировать и очищать, а его стоимость по предварительным оценкам в пять раз ниже существующих аналогов, в то время как эффективность сопоставима или даже выше.