Новости

23.07.2017

Солнечные элементы можно печатать перовскитовыми чернилами

Исследователи Научной лаборатории ВВС США (AFRL) разработали метод снижения стоимости производства солнечных элементов при помощи печати перовскитовыми чернилами.

Со времени начала исследований солнечных элементов в 1950-х годах технология их изготовления остается сложной и трудоемкой. Сначала нужно получить чистый кремний из сырья (обычно, это кварц или песок), потом преобразовать его в тонкие пластины и обработать химическим составом, чтобы получить поляризованное электрическое поле. Затем эти полупроводники помещаются в специальную оболочку, становясь фотоэлектрическими модулями, которые уже можно называть солнечными панелями.

«Если вы хотите сделать солнечную энергию конкурентоспособной, вам нужны более эффективные и экономически выгодные солнечные элементы, — говорит Сантану Баг, ведущий автор статьи, опубликованной в Advanced Energy Materials. — Кремниевые элементы используют чистые неорганические материалы, очень твердые по природе. Нам нужен материал, который было бы легко печатать и, в то же время способный улавливать солнечный свет».

Таким материалом стала тонкая пленка перовскитов, которая обладает отличными возможностями поглощения света и показателями конверсии. Раньше его изучали преимущественно с точки зрения изготовления светодиодов, и лишь недавно ученые обратили внимание на возможности перовскита в области солнечной энергетики.

Разбив перовскит на атомы с помощью ультразвука, команда Бага разработала перовскитовый аэрозоль, который принтер распыляет как обычные чернила. Покрыв им любую подходящую поверхность, ученые создали солнечные элементы с КПД 15,4%.

Кроме того, они установили, что таким образом можно печатать солнечные панели на трехмерных поверхностях. Правда, производительность тогда падает до 5,4%, но, по словам Бага, «мы еще не оптимизировали процесс 3D-печати, и уверены, что это можно будет сделать».

Варианты применения такой технологии практически бесконечны. Солнечные элементы можно печатать на ткани, роботах, осветительных приборах, гибких сенсорах… Баг и его коллеги запатентовали свое изобретение, сообщает 3ders.

О новом рекорде производительности перовскитовых солнечных элементов сообщили в апреле австралийские ученые. Им удалось добиться КПД 26% в процессе преобразования солнечного света в энергию при помощи перовскитовых элементов, механически соединенных с кремниевыми.

Источник: Хайтек