Солнечные модули на основе минерала перовскита обещают полностью изменить рынок солнечной энергетики. Однако пока их масштабному производству мешают технические несовершенства. Инженерам из Института науки и технологий Окинавы (OIST) удалось решить одну из проблем - короткий срок службы перовскитных модулей. Также японские ученые создали яркие и высокоэффективные светодиоды из этого минерала.
Всего за 7 лет с момента разработки перовскитные солнечные панели сравнялись по эффективности с традиционными кремниевыми солнечными панелями и постепенно их превосходят. Перовскитные структуры также обещают изменить подход к созданию электронных устройств и светодиодов. Однако пока они не могут получить широкое распространение из-за недолговечности. Над решением этой проблемы работают ученые из Института науки и технологий Окинавы.
В сообщении о своем исследовании в Journal of Physical Chemistry Letters инженеры объяснили, какие компоненты солнечных элементов приводят к ускоренному разрушению панелей на основе перовскитов. Одним из них оказался оксид титана, который способствует производству электронов.
Ученые сравнили оксид титана с овощами в сэндвиче — если оставить бутерброд лежать, то через какое-то время хлеб размокнет. Чтобы этого не слычилось овощи обычно прокладывают слоем мяса. В сфере производства солнечных панелей «мясо» заменяет тонкая полимерная прослойка. Она не мешает прохождению электронов и впитыванию света, но при этом защищает перовскитный слой от разрушения.
На смену литий-ионным батареям придут цинково-воздушные
Технологии
Метод позволяет в 4 раза продлить срок службы солнечного модуля без уменьшения КПД. Полученный таким образом перовскитный элемент прослужит 250 часов — больше, чем прежде, но все еще недостаточно для широкого применения.
Второе открытие японских инженеров направлено на разработку высокоэффективных светодиодов на основе перовскитов. Данный вид минералов способен не только вырабатывать электричество от солнечной энергии, но и преобразовывать электричество в видимый свет. Светодиоды на основе перовскитов обладают большей эффективностью, стоят дешевле, а, кроме того, могут «вырабатывать» свет с разным оттенком.
Как поясняет Science Daily, при производстве перовскитных светодиодов их покрывают специальными жидкими химикатами. Это сложный процесс, который не позволяет добиваться стабильных результатов и производить светодиоды большими тиражами. Японские ученые открыли новый метод производства с помощью химического осаждения из газовой фазы. С помощью новой технологии инженеры создали гибкие и тонкие, как пленка, светодиоды. Яркость светодиодов может достигать 560 кд/м2. Для сравнения — современный экран обычного компьютера обладает яркостью 100-1000 кд/м2. Ученые планируют повысить яркость в 1000 раз.
Гидропонная ферма выращивает 54 тонны томатов в неделю
Идеи
В конце июля корейские ученые из университета UNIST поставили новый рекорд эффективности перовскитных гибридных солнечных батарей, повысив КПД до 22,1%. Предыдущий рекорд — 21,7% — поставили спустя пять лет после появления технологии. При этом, по данным ВЭФ, эффективность традиционных солнечных панелей на основе кремния не меняется уже 15 лет.