Солнечные элементы питания, несмотря на свою привлекательность, все еще не получили широкого распространения по целому ряду причин. Особенно если речь идет не об обычных батареях, а о перовскитных солнечных элементах. Это довольно перспективная, но при этом дорогая технология, однако объединенная группа исследователей из Литвы и Германии вполне может сделать их доступными, разработав дешевый и простой метод их изготовления.

Для начала пару слов о перовскитных солнечных батареях. Перовскит – это минерал с особой структурой кристаллической решетки. Он богат содержанием примесей титана, ниобия, железа, церия, кальция, тантала. Структура перовскита настолько уникальна, что на ее основе можно создавать целый ряд материалов с различными свойствами. От высокотемпературных сверхпроводников и полупроводников до наноструктур. Все такие вещества получили название перовскитные материалы.

Перовскит в солнечных панелях заменяет собой кремний и считается, что такие солнечные элементы гораздо более перспективны в силу большего потенциала по преобразованию энергии. Как передает издание Science Daily, исследователи из Каунасского технологического университета (Литва) и Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (Германия) разработали новый подход к созданию селективного слоя в перовскитных солнечных элементах. Молекула, синтезированная учеными, самостоятельно собирается в монослой, который может покрывать различные поверхности и может функционировать как «канал передачи энергии» в перовскитном солнечном элементе. Новая молекула может равномерно покрыть любую поверхность, включая текстурированные поверхности солнечных панелей.

«То, что создали мы — это не полимер. Это более мелкие молекулы, образующие очень тонкий монослой. Он формируется за счет погружения поверхности в раствор электролита, что делает этот способ значительно дешевле существующих альтернатив. Кроме того, синтез нашего соединения является гораздо менее длительным процессом, чем процесс синтеза полимера, обычно используемого в производстве перовскитных солнечных батарей.» — говорит Эрнестас Каспаравичюс, аспирант химического факультета Каунасского технологического университета.

Тестированием нового материала занималась уже команда немецких ученых.

«Мы изучали использование самоорганизующихся молекул для формирования слоя электрода толщиной 1–2 нанометра, равномерно покрывающего всю поверхность. Новый материал мы смогли успешно применить и создать на его основе первый функционирующий солнечный элемент с однослойным селективным контактом.»

По заверению специалистов, используя метод самосборки монослоя возможен не только чрезвычайно низкий расход материала, но и высокая эффективность преобразования энергии, достигающая порядка 18%. Также при использовании самосборного монослоя в перовскитных ячейках не требуется никаких добавок для повышения производительности. Более того, оптимизировав работу материалов, в ходе последующих испытаний удалось повысить их эффективность до 21%.