AllDaily Исследователи из Автономного университета Керетаро в Мексике разработали новый материал для солнечных панелей, обладающий улучшенными свойствами по сравнению с традиционными перовскитами и не наносящий вреда экологии.
соцсети
Солнечные элементы произвели фурор в фотоэлектрической промышленности благодаря своим рекордным значениям коэффициента полезного действия. Они демонстрируют эффективность преобразования энергии до 25% в однопереходных элементах и до 29% в монолитных тандемных конфигурациях. Однако, несмотря на высокий КПД, традиционные перовскиты имеют такие недостатки, как токсичность свинца, недостаточная долговечность и высокая нестабильность. Это ограничивает их использование в широкомасштабных приложениях.
В результате группа химиков из Керетаро сосредоточилась на поиске альтернативных материалов, которые могли бы своим уникальным свойствам свинцово-галогенидных перовскитов сопоставляться с нетоксичными оксидными перовскитами. В качестве основы для новых солнечных элементов они выбрали халькогенидные перовскиты, такие как SrHfSe3, обладающие химической стабильностью и способностью эффективно преобразовывать солнечную энергию в электрическую.
В итоге исследователи разработали солнечную батарею, состоящую из нескольких слоев различных материалов, с использованием дисульфида молибдена (MoS2) в качестве дырочного проводника. В дальнейшем MoS2 заменялся слоями из неорганических полупроводников, полимеров и максенов — двумерных наноматериалов, содержащих карбиды, нитриды и карбонитриды переходных металлов.
С помощью программы моделирования солнечных батарей SCAPS-1D ученые разработали 1627 различных конфигураций новых устройств на основе перовскита SrHfSe3. Оптимизация их ключевых параметров, приближенных к реальным условиям эксплуатации, показала, что халькогенидные перовскиты могут демонстрировать высокую производительность. Лучшие результаты среди всех протестированных материалов обеспечили три проводящих слоя: SnS с КПД 27,87%, CPE-K с 27,39% и Ti2CO2 с 26,3%.
Работы исследователей опубликованы в журнале Solar Energy Materials and Solar Cells.
