Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) нашли способ защитить перовскитные солнечные панели от воздействия воды с помощью частичной замены свинца на другие щелочноземельные металлы. Кроме того, это позволило увеличить процент поглощения солнечного света на 1-2% больше, чем у аналогов, для преобразования в электроэнергию. Усовершенствованные солнечные батареи способны эффективно вырабатывать электроэнергию в условиях облачности или тумана, что особенно важно для климата России. По словам разработчиков, такой способ защиты панелей применяется впервые.
Специалисты УРФУ выявили, что частичная замена свинца на кальций, барий или стронций позволит сохранить и улучшить фотоэлектрические характеристики солнечных батарей. Соединение с такими металлами будет поглощать больше солнечного света для преобразования в электроэнергию.
«Мы определили, что оптимально заменить 5% свинца, входящего в состав материалов для солнечных батарей. Положительный эффект замены состоит в том, что ширина запрещенной зоны (минимальной энергии, необходимой для перехода захваченного от источника света электрона в зону проводимости электричества) увеличивается, но все еще способна поглощать видимый свет. А примесь позволяет охватить больше частей видимого спектра, поэтому эффективность выработки электроэнергии растет», — рассказал старший научный сотрудник кафедры теоретической физики и прикладной математики УрФУ Данил Бухвалов.
Перовскитные солнечные батареи дешевле и экологичнее традиционных кремниевых элементов. Они преобразуют 20-25% солнечного света даже в условиях облачности или тумана, поэтому идеально подходят для использования в России или странах со схожим климатом. По словам ученых УрФУ, применение таких батарей повысит эффективность альтернативных источников энергии.
Научное исследование о технологии защиты перовскитных солнечных батарей ученые УРФУ провели в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (нацпроекта «Наука и университеты»). Статья о результатах исследования опубликована в Journal of Solid State Chemistry.
