В НИТУ МИСИС создали портативную солнечную батарею с высокой эффективностью при низком уровне освещенности.
Разработанная система генерации солнечной энергии представляет собой группу перовскитных фотомодулей размером 100 на 100 мм, которые были нанесены на стеклянные подложки при помощи технологии жидкофазного нанесения и обработаны лазерами. Ученые разместили эти фотомодули на гибком текстиле, что облегчает их перемещение и позволяет развертывать солнечный генератор электроэнергии на различных поверхностях.
Проведенные исследования в реальных условиях с пасмурной погодой и недостаточным освещением подтвердили увеличение мощности генерации фотомодулей по сравнению с кремниевыми аналогами. При стандартных солнечных условиях КПД превышает 25%, а при естественном затенении и облачной погоде достигает более 15%.
Исследователи создали первый промышленный образец этой системы, готовый к массовому производству, совместно с одним из ведущих российских машиностроительных предприятий. Помимо масштабирования технологии, при разработке прототипа использовались новые методы легирования графеноподобными материалами и хлорсодержащими предшественниками, что позволяет контролировать количество дефектов и структуру тонких пленочных материалов.
По словам разработчиков, новое устройство уже подготавливают к использованию в качестве источника питания для отдаленных объектов и узлов связи в условиях экстремального севера. Также ведутся исследования по интеграции современных солнечных батарей для энергоснабжения микроспутников на низких орбитах. Кроме того, ученые трудятся над разработкой новых подложек, что позволит сократить издержки производства и сделать солнечные панели более доступными.
Перовскиты представляют собой гибкие и легкие полупроводниковые материалы с необычными свойствами и структурой. Их устройство напоминает природный минерал перовскит, который эффективно поглощает свет и преобразует его в другие формы энергии благодаря внутренним кубам из атомов металлов и восьмигранникам из атомов кислорода. В настоящее время фотоэлементы на основе перовскитов не только не уступают, но и часто превосходят по эффективности поглощения солнечного света свои кремниевые аналоги.
Фото: Red Zeppelin / Unsplash.com
