Исследователи из Технологического университета Наньянга разработали перовскитные солнечные элементы толщиной в десять тысячных человеческого волоса. Эта новая конструкция способна вырабатывать электроэнергию даже с рассеянного и непрямого света на поверхностях, не подвергающихся прямому солнечному излучению.
Работа опубликована в журнале ACS Energy Letters. Ученые отмечают, что технология направлена на преодоление проблемы затенения, часто встречающейся в плотной городской застройке.
Решение проблемы затенения в городах
В городских центрах с высокими зданиями традиционные солнечные панели не всегда работают эффективно из-за взаимного затенения. Новые перовскитные элементы призваны снизить это ограничение, распространяя производство энергии не только на крыши, но и на гораздо более широкие поверхности.
Фасады зданий, офисные окна, кузова автомобилей и оконные стекла домов выделяются как основные области применения. Благодаря нейтральному цвету технология может быть интегрирована в поверхности незаметно.
Производство без токсичных растворителей
В процессе разработки использовался метод термического испарения. Перовскитный материал нагревали в вакуумной камере до испарения с помощью эффекта Джоуля, после чего он осаждался на поверхность в виде ультратонкой пленки.
Этот метод позволил получить однородные слои толщиной 10 нанометров. Отсутствие необходимости в токсичных химических растворителях делает производство более экологичным и подходящим для масштабного применения.
Разработано два типа элементов
Команда создала два типа элементов — непрозрачные и полупрозрачные, изменяя толщину слоя. Непрозрачные версии достигли эффективности от 7 до 12 процентов.
Полупрозрачные пропускают 41% видимого света и вырабатывают электроэнергию с эффективностью 7,6%. Хотя эти показатели ниже, чем у кремниевых панелей, исследователи подчеркивают, что главное преимущество — это значительно большая площадь использования.
Здания могут стать центрами производства энергии
В настоящее время солнечная энергия в городах в основном производится на больших площадках за пределами города или на крышах зданий. Распространение ультратонких перовскитных элементов может превратить сами здания в точки производства энергии.
Такой подход позволит использовать ранее не задействованные поверхности — стекла, фасады и поверхности транспортных средств, расширяя возможности возобновляемой энергии в городской среде.