Новости перспективных технологий

Графено-перовскитные фотоэлементы обогнали графено-кремниевые

Изображения с сайта compulenta.computerra.ru

Cоздан фотоэлемент, основанный на графене и перовските, отвечающем за поглощение солнечного света. Казалось бы, изделие далеко не рекордное по всем показателям, но если взглянуть на него чуть пристальнее, то ситуация предстаёт в несколько ином свете.

Авторы разработки — исследователи, занимающаяся изучением устройств фотовольтаики и оптоэлектроники из Университета Хайме I (Кастельон-де-ла-Плана, Валенсия, Испания), ведомые Хуаном Бискертом (Juan Bisquert), и специалисты из Оксфордского университета (Великобритания).

Хотя к. п. д. новой солнечной батареи «на уровне», ключевым её достоинством стоит считать малую энергоёмкость производства. (Здесь и ниже иллюстрации Robin J. Nicholas et al.)

К. п. д. представленной графено-перовскитной солнечной батареи равен 15,6%, то есть приближается к эффективности лучших серийных кремниевых образцов, используемых в мировой альтернативной энергетике. Само по себе это не имело бы значения: менять одно производство, уже устоявшееся технологически, на другое при равном к. п. д. никто не стал бы. Но энергоёмкость новых солнечных батарей очень низка, поскольку процесс их изготовления не требует тысячи-другой градусов (как в «кремниевом» случае). По сути, температура при их производстве вообще не поднимается выше 150 °С, и это показатель высокого класса, потому что все современные аналоги лишь после трёх–четырёх лет работы возвращают нам с вами ту энергию, что была потрачена на их создание.

С теоретической же точки зрения важнее то, что графено-перовскитный гибрид показал к. п. д. выше, чем любой кремниево-графеновый гибрид, то есть с ним, что называется, можно идти в разведку, особенно с учётом того, что перовскит несравнимо дешевле монокристаллического кремния. Иными словами, при том же к. п. д. серийно производимые новые солнечные батареи должны быть дешевле кремниевых.

А — слой двуокиси титана. B — его срез. C — нанокомпозит из графена и двуокиси титана. D — его срез.

Но прямо сейчас их внедрения ждать не стоит. И дело не только в том, что массовые методы производства графена находятся в процессе становления. Просто описываемая солнечная батарея — вообще первый подобный образец, характеризующийся столь высокой эффективностью. Правда, авторы разработки уверены, что к. п. д. их детища может быть значительно повышен уже в ближайшее время.

Напомним: в 2009 году, когда появился первый фотоэлемент, использующий перовскит, эффективность в 3,5% была потолком; в 2012-м рекордом стали 11%; сегодня же мы наблюдаем 15,6%, что и впрямь намекает на более высокие цифры в обозримой перспективе.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nano Letters.

Подготовлено по материалам Servicio de Información y Noticias Científicas.

Информация с сайта compulenta.computerra.ru.

Автор оригинального текста: Александр Березин.