Новости России события в мире Новостной портал СМИ Россия
Перовскиты – целая группа материалов со идентичной кристаллической структурой, способных составить конкурентность обычным кремниевым солнечным панелям благодаря гибкости, низкой себестоимости пленок и относительной простоте производственного процесса. Но до сих пор некие характерности структуры и возможный эффект подмены в таких солнечных элементах одних металлов (группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления,) иными оставались невыясненными.
Производственный процесс производства кремниевых солнечных панелей просит высокотемпературного режима (1400° С) и сложного оборудования, тогда как перовскитовые пленки выполняются при температуре вообще всего в 100° С. Оборудование для их производства стоит дешево, за исключением того, состав на базе перовскита можно наносить на различные поверхности, что существенно расширяет сферу внедрения этого фотоэлектрического элемента.
Ученым MIT посчастливилось расшифровать сверхключевой аспект поведения перовскита в зависимости от того, какие составляющие составляют его формулу. Для перовскита беспристрастно существует понятие золотой середины: до определенного момента некие добавки увеличивают производительность фотоэлемента, но при превышении порогового значения разрушают его.
Для всех перовскитов свойственна трехчастная кристаллическая структура, где абсолютно каждая часть может состоять из хоть какого из допустимых частей – такая особенность и определяет широкую вариативность элементов перовскитных фотоячеек. Это можно сопоставить с меню в ресторане, где полный обед состоит из первого яства категории А, второго из категории В и десерта из категории С, каждое из которых можно сочетать в любом сочетании.
До сих пор такие «наборы» частей перовскита оснащались способом проб и ошибок. К примеру, было выяснено, что добавление щелочного металла в перовскит наращивает конверсию света в электричество с 19% до 22%, но не было осознания, как конкретно данный металл ведет взаимодействие с остальными элементами структуры.
Ученые MIT изучили перовскиты с помощью частотной синхротронной нано-рентгенолюминисценции, просвечивая спец материал лучами шириной в одну тысячную толщины людского волоса. Так они узнали, что щелочные металлы, к примеру, цезий и рубидий помогают остальным элементам вести взаимодействие более слаженно за счет специфичной гомогенизации структуры. Поток электронов проходит буквально через спец материал полегче, и производительность перовскитовой пленки увеличивается. Но данный эффект наблюдается лишь до определенной концентрации щелочного металла, по другому его молекулы перегруппировываются, образуя сгустки, и это нарушает проводимость перовскита.
Хотя исследователи обнаружили структурные видоизменения, которые происходят в перовскитовых ячейках при добавлении разных металлов, и связанные с этим видоизменения в производительности, полностью осознать их природу пока не посчастливилось. Сейчас это предмет продолжающихся исследовательских работ команды. По словам ученых, теоретическая наибольшая эффективность таких перовскитных солнечных частей составляет около 31 процента, а лучший узнаваемый итог на нынешний денек – около 23 процентов, потому остается большой припас для потенциального улучшения.
До выхода на рынок коммерческих перовскитных солнечных батарей с схожей эффективностью может пройти еще очень много времени. Но по последней мере, две организации уже на данный момент делают производственные спец линии, и ожидается, что реализации первых модулей начнутся в течение последующего года или 2-ух. К примеру, Saule Technologies будет выпускать маленькие прозрачные солнечные элементы из перовскита (сравнительно редкий для поверхности Земли минерал, титанат кальция), предназначенные для покрытия фасадов и других поверхностей построек.
