Солнечная энергетика » Научные разработки

Ученые провели более пяти лет в разработке и изучении свойств новых материалов, и сегодня заявляют о, по крайней мере, трех основных преимуществах их использования в солнечных элементах. Во-первых, новые материалы позволят строить более тонкие солнечные элементы, по сравнению с существующими аналогами на основе кремния, но без ущерба производительности. Во-вторых, новые материалы более дешевые, чем те, которые используются сегодня в высококачественных солнечных батареях. Ну и в-третьих, новые материалы обладают сегнетоэлектрическими свойствами, то есть они могут переключать полярность, что позволит превысить теоретические пределы энергоэффективности существующих материалов для солнечных элементов.

 

В новых материалах, разработанных исследователями из университета Пенсивальнии и университета Дрекселя, использованы кристаллы перовскита, в состав которых добавлены ниобат калия и ниобат бария-никеля. По сравнению с классическими сегнетоэлектриками, материалы способны поглощать в 6 раз больше энергии и передавать фототок в 50 раз большей плотности. По словам ученых, дальнейшая настройка материала, посредством изменения процентного соотношения химических элементов в составе, позволит уменьшить количество энергии, необходимой для перехода электронов через запрещенную зону, а также использовать энергию от видимого и инфракрасного света, а не только от ультрафиолетового излучения. Как следствие, это позволит увеличить производительность материала.

 

Материалы на основе перовскита примечательны еще и тем, что они состоят из нетоксичных, недорогих и распространенных на Земле элементов, в отличие от сложносоставных полупроводниковых материалов, используемых в настоящее время в производстве тонкопленочных солнечных элементов.