Что происходит

Учёные КБГУ предложили способ повысить эффективность солнечных батарей с помощью перовскита

Вместо кремния — минерал перовскит. Исследователи Кабардино-Балкарского госуниверситета рассчитали оптимальную толщину слоёв, при которой КПД солнечных элементов может достичь 24,3% — против 16–18% у кремниевых аналогов, сообщает ТАСС.

magnific.com

Солнечная энергетика долгие годы держалась на кремнии. Он надёжен, но дорог и имеет предел эффективности. Учёные Кабардино-Балкарского государственного университета имени Бербекова (КБГУ) предложили альтернативу. Вместо кремния они используют минерал перовскит. Результат — снижение стоимости и рост коэффициента полезного действия (КПД). Исследование поддержано ТАСС.

Цифра: 24,3% против 16–18%

Инженер центра микроэлектроники и нанотехнологий КБГУ Артур Агоев поясняет: коммерческие модели на кремнии выдают КПД на уровне 16–18 процентов. Это технологический потолок для массовых батарей.

Исследователи КБГУ выяснили, что на КПД фотоэлектрических преобразователей из перовскита влияют сразу несколько факторов:

  • Толщина поглощающего слоя из перовскита.

  • Буферные слои из оксида цинка и оксида никеля.

Учёные рассчитали оптимальную толщину перовскита. При соблюдении всех параметров КПД солнечных элементов может достичь 24,3 процента. Расчётная удельная мощность составила 24,7 милливатта на квадратный сантиметр.

Почему оксиды цинка и никеля — ключ к успеху

В КБГУ подчёркивают: не менее важны буферные слои.

  • Оксид цинка обеспечивает высокую подвижность электронов.

  • Оксид никеля обладает дырочной проводимостью и хорошей эксплуатационной стабильностью.

Оба материала отличаются доступностью и низкой ценой. Это снижает стоимость готовых батарей по сравнению с кремниевыми аналогами. Перовскитные фотоэлементы, по оценке учёных, вполне способны конкурировать с традиционными кремниевыми батареями.

Пока только модель, но уже прорыв

Важное уточнение: учёные не создавали слои экспериментально. Они выполнили компьютерное моделирование в специальной программе SCAPS-1D, чтобы подобрать оптимальные параметры.

Артур Агоев отметил, что полученные результаты целесообразно использовать для оптимизации перовскитных фотоэлектрических преобразователей. То есть теоретическая база для создания реальных образцов уже готова.