Cпособ масштабирования солнечных батарей с КПД > 17%
Сотрудники японского Института передовых прикладных разработок (AIST) совместно с коллегами факультета наук о материалах МГУ имени М.В. Ломоносова предложили уникальный метод получения перовскитных солнечных элементов неограниченной площади с использованием реакционных расплавов полииодидов. На основе этой разработки созданы солнечные элементы с КПД > 17%. Результаты работы опубликованы в Nature Nanotechnology.
С момента создания первого такого элемента в 2009 году был продемонстрирован беспрецедентный рост значений КПД, который в настоящее время составляет более 23%. Одной из основных проблем, препятствующих внедрению перовскитных солнечных элементов, оставалось получение тонкого равномерного светопоглощающего слоя на большой площади.
Реакционные расплавы полииодидов (РРП) – это новый уникальный класс веществ, открытый в 2016 году. Особенностью РРП является одновременное сочетание жидкого агрегатного состояния при комнатной температуре и высокой реакционной способности по отношению к ряду веществ. В частности, реагируя с металлическим свинцом, РРП напрямую образует гибридные перовскиты без побочных продуктов реакции и необходимости использования растворителей. Однако слишком быстрое протекание реакции создавало определённые технологические сложности при их нанесении на большой площади.
В новом методе расплав полииодидов образуется in-situ непосредственно на поверхности металлического свинца. Для этого методом термического вакуумного напыления формируется двухслойная структура, состоящая из тонких плёнок металлического свинца и органической соли. Компоненты двухслойной структуры сами не вступают в реакцию междуу собой. Это позволяет при вакуумном термическои напылении с высокой точностью контролировать толщину наносимых слоёв. Затем подготовленная двухслойная структура обрабативается парами йода. При контакте с верхним слоем плёнки – органической солью – быстро образуется реакционный расплав полииодида, который тут же реагирует с нижним слоем – металлическим свинцом. В результате образуется однородная плёнка светопоглощающего слоя, толщина которой задаётся количеством нанесённого в начале процесса свинца.
Группе ученых удалось решить важную технологическую задачу и преодолеть одно из наиболее существенных ограничений, препятствовавших коммерциализации перовскитных солнечных ячеек.
По материалам пресс-службы МГУ
Татьяна Романова
Comments
Post a Comment