Солнечные панели бывают не только в виде тяжелых плит на крышах, но и гибких батарей для окон, фасадов, одежды, датчиков и портативной электроники. Российские учёные сделали важный шаг к их массовому выпуску. Исследователям удалось повысить срок службы перовскитных солнечных элементов — перспективной альтернативы кремниевым панелям, которая долго упиралась в одну главную проблему: быструю деградацию.
Команда Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии (ФИЦ ПХФ и МХ) РАН и Сколтеха разработала четыре новых полимерных материала. Они помогают перовскитным солнечным панелям дольше сохранять стабильность и меньше разрушаться под воздействием влаги, температуры и кислорода.
Во время испытаний батареи с новыми полимерами сохраняли до 99% эффективности после 1800 часов непрерывной работы. Для сравнения: стандартные решения в таких условиях теряют более половины мощности. При этом сами элементы остались конкурентными по эффективности: показатель достигал 17,8%.
Перовскитные панели считают одной из наиболее перспективных альтернатив кремниевым. Они лёгкие, гибкие и могут работать даже при искусственном освещении. Поэтому такие батареи потенциально можно использовать не только в классической солнечной энергетике, но и в фасадах зданий, окнах, «умной» одежде, медицинских датчиках и портативной электронике.
Главная сложность до сих пор была в нестабильности перовскита. Этот материал чувствителен к влаге, температуре и кислороду, из-за чего солнечные элементы быстрее теряют рабочие свойства. Новые полимеры решают эту проблему как защитный и транспортный слой. Они помогают перовскиту сохранять структуру и даже частично «самовосстанавливаться».
Читайте ещё материалы по теме:
- Стабильность перовскитных солнечных батарей увеличили в 4 раза учёные МГУ
- Удвоить производство элементов солнечных батарей для космической отрасли планируют на Краснодарском предприятии «Сатурн»
- В России разработали уникальные боевые дроны на солнечных батареях