Петербургские исследователи повысили эффективность солнечных элементов с применением наноматериалов
Специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ», Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН и НМИЦ имени В.А. Алмазова разработали инновационный метод модификации солнечных панелей. В ходе исследований была доказана эффективность интеграции углеродных наноструктур в перовскитные фотоэлементы.
Суть разработки
Ученые синтезировали углеродные квантовые точки – наночастицы размером 1-100 нм, обладающие уникальными физико-химическими свойствами. Эти структуры были успешно внедрены в перовскитные (на основе титаната кальция) солнечные элементы, что позволило:
- повысить стабильность фотоактивного слоя;
- увеличить срок эксплуатации батарей;
- сохранить высокие показатели энергопреобразования.
Технологические преимущества
Перовскитные материалы рассматриваются как перспективная альтернатива традиционным кремниевым фотоэлементам благодаря:
- более низкой себестоимости производства;
- повышенной эффективности преобразования солнечной энергии.
Однако существовала проблема быстрой деградации перовскитов под воздействием внешних факторов. Применение углеродных наночастиц позволило существенно улучшить устойчивость материала.
Методика синтеза
Процесс создания модифицированных структур включает:
- Формирование многослойных графеновых структур микроволновым методом
- Вакуумную обработку в течение 72 часов
- Создание композитного раствора для нанесения на подложки
Перспективы развития
Следующим этапом исследований станет разработка технологии нанесения цельных перовскитных пленок с углеродными наночастицами для промышленного производства солнечных элементов.
Контекст
Ранее новосибирские ученые из Института катализа СО РАН также добились успехов в применении углеродных наноматериалов, разработав технологию укрепления бетона с помощью углеродных нанотрубок. Эти исследования подтверждают перспективность нанотехнологий для различных отраслей промышленности.
