Сверхтонкие солнечные элементы демонстрируют рекордную мощность

В Кеплеровском университете г.Линц (Австрия) группой инженеров разработаны сверхтонкие солнечные элементы, предназначенные для приложений, требующих гибкости и небольшого веса.

Авторы работы, представленной на страницах авторитетного журнала Nature Materials, нашли способ изготавливать солнечные батареи толщиной всего три микрометра, которые при этом сохраняют эффективность преобразования энергии на уровне 12%. Осуществить это позволило использование новых материалов, в том числе свинецорганических галоидных перовскитов – полупроводников с прямым переходом, обеспечивающим улучшенное поглощение солнечного света.

К сожалению, эти соединения чувствительны к присутствию кислорода, их свойства быстро деградируют во влажной среде, кроме того, у них большие проблемы из-за взаимодействия с металлическими электродами. Герметизация же таких перовскитных элементов защитными покрытиями увеличивает их толщину и вес.

В своей сверхтонкой конструкции австрийские ученые защитили металлические контакты прослойкой хрома и оксида хрома и применили прозрачный полимерный электрод, обработанный диметилсульфоксидом. В результате они получили очень тонкий солнечный элемент площадью один квадратный метр и весящий всего 5,2 г. Выход энергии для него составил 120 Вт, что, как отмечают исследователи, дает рекордное соотношение мощности к массе для солнечных батарей.

Авторы успешно опробовали возможности своих устройств, установив их на миниатюрную модель самолета. Они признают, что еще не нашли окончательного решения проблемы недостаточной долгосрочной стабильности перовскитных батарей. Защитного покрытия хватает в оптимальных условиях на месяцы, а при неблагоприятной погоде – всего на несколько дней. Тем не менее, даже такого короткого времени эксплуатации может быть достаточно для некоторых приложений, например, для питания аппаратуры метеорологических аэростатов.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365