Ученые создали "космический" материал для солнечных батарей

Новый материал для солнечных батарей, способный выдержать длительное облучение жесткой радиацией, был разработан и протестирован российскими физиками в рамках международного научного проекта.

Этот материал представляет собой значительный прорыв в области солнечной энергетики и может стать ключевым компонентом для создания более надежных и долговечных солнечных элементов.

Все больше стран мира проявляют интерес к использованию солнечных батарей на основе перовскитов (ПСБ) в промышленности. Согласно заведующему кафедрой электрофизики Уральского федерального университета (УрФУ) Ивану Жидкову, эффективность таких батарей уже превысила отметку в 26 процентов. Однако проблема радиационной стойкости остается актуальной, поскольку ПСБ подвержены разрушению под воздействием различных видов излучения, включая космические лучи и солнечный свет.

Исследователи отмечают, что новый материал, способный выдерживать интенсивное облучение, открывает перспективы для создания более долговечных и надежных солнечных батарей. Публикация об этой разработке в журнале Materials Today Energy свидетельствует о значимости данного научного достижения и его потенциальной важности для развития солнечной энергетики.

Исследователи пришли к выводу, что замена катионов свинца на катионы кальция, стронция и бария в сложных галогенидах может частично решить проблему. Они провели эксперименты, в ходе которых замещение свинца составило от одного до десяти процентов. Полная замена катионами щелочноземельных металлов приводит к ухудшению свойств материала, делая его практически непригодным для использования в фотоэлектрических устройствах.

По словам заведующего комплексом лабораторий функциональных органических и гибридных материалов ФИЦ ПХФ и МХ РАН Павла Трошина, данное исследование открывает новые перспективы в области разработки материалов для солнечных батарей. Эксперименты продемонстрировали, что замещение свинца катионами других металлов может улучшить оптические свойства материала и повысить его эффективность в преобразовании солнечной энергии.

Таким образом, использование катионов кальция, стронция и бария в качестве заменителей свинца в галогенидных материалах открывает новые возможности для создания более эффективных и устойчивых фотоэлектрических устройств.

Исследования показали, что добавление катионов щелочноземельных металлов в перовскиты на один процент положительно повлияло на фотостабильность и радиационную стойкость материала, как отметил ученый.

Важное значение имеет разработка новых материалов для солнечных батарей, и в этом процессе участвовали специалисты из различных научных учреждений: ФИЦПХиММ РАН, ФТИ УрФУ, ИФМ УрО РАН, Университета Теннесси и НИИ HIT.

Сотрудничество между учеными из разных стран, таких как Россия, США и Китай, способствует инновационным открытиям в области солнечной энергетики и улучшению характеристик солнечных батарей.

Эти исследования были возможны благодаря финансовой поддержке Российского научного фонда (РНФ) в рамках грантов 22-61-00047 и 22-13-00463. Благодаря выделенным средствам, удалось провести обширные исследования и получить ценные результаты. Важно отметить, что без поддержки РНФ данная работа не была бы осуществима.

Источник и фото - ria.ru