Российскими учеными из Университета ИТМО (Санкт-Петербург) разработана паста из наночастиц кремния и диоксида титана, которая может значительно повысить генерацию выработки фототока в перовскитных солнечных элементах и намного увеличить эффективность их работы. Так сообщает пресс-служба вуза.
Известно, что эффективность солнечных элементов из галогенидных перовскитов сегодня уже превышает 25%. В сочетании с низкой стоимостью это делает их очень перспективными в современной фотовольтаике.
С целью улучшения их эффективности обычно меняют сбор зарядов или увеличивают поглощения света. Но, как известно, для первого способа необходимо внедрение дополнительных веществ в структуру перовскита или включение 2-d структур. А это делает стоимость устройств более высокой.
Учёными из Университета ИТМО найден способ решения существующей проблемы. Ими использован один из самых доступных в природе элементов — кремний. При помощи методов коллоидной химии они создали из наночастиц на его основе пасту, контролирующую распределение света внутри перовскитного солнечного элемента. Это позволило повысить генерацию фототока в структуре и увеличить эффективность солнечных элементов на основе самого простого состава перовскита до максимума.
Младший научный сотрудник Александра Фурасова рассказывает: «Это буквально модернизованная паста, которая необходима перовскитным элементам для селективного сбора зарядов, в которую просто добавляются резонансные наночастицы в необходимом количестве, после чего она наносится во время производства солнечных элементов. При этом сам технологический процесс не усложняется, а стоимость кремниевых частиц невысока. С помощью мультифизических расчетов мы нашли оптимальную концентрацию наночастиц и приготовили идеальную пасту для создания электронно-транспортного слоя, где мы достигли практически максимальной эффективности для данного типа солнечных элементов».
Сообщается, что предложенный учеными метод прост, доступен, универсален для использования и не требует значительного увеличения затрат при производстве солнечных элементов.
«В этой работе мы используем метод spin coating, то есть мы получаем однородные тонкие пленки при осаждении жидкостей на вращающихся плоских подложках, но можно использовать и другие способы для масштабирования технологии». – делится профессор Сергей Макаров.
Кроме того, разработчиками отмечается, что созданный ими продукт может применяться при создании батарей других типов, а также в других производствах.
Следует отметить, что исследование было проведено в сотрудничестве с центром гибридной и органической солнечной энергии при римском университете Тор Вергата. Оно поддержано грантом РНФ.
Работа исследователей опубликован в научном журнале Nano Energy.
