Солнечная энергия считается наиболее устойчивым вариантом замены ископаемого топлива, но технологии преобразования ее в электричество должны быть очень эффективными и дешевыми.
Ученые из отдела энергетических материалов Окинавского Института науки и технологий, считают, что они нашли формулу для изготовления недорогих высокоэффективных солнечных батарей.
Для этого профессор Яобинг Ци — руководитель исследования — выделил три условия, которые приведут технологию к введению на рынок и успешной коммерциализации. По его словам, скорость преобразования солнечного света в электричество должна быть высокой, недорогой, а также долговечной.
Сейчас же большинство коммерческих фотоэлементов, которые используются в батареях, сделаны из кристаллического кремния. Он имеет относительно низкую эффективность — около 22%. В конечном итоге, это приводит к тому, что продукт оказывается для потребителя дорогим и его единственная мотивация для покупки — это забота о природе.
Японские ученые предлагают решить проблему с помощью перовскита. «Исследования перовскитных клеток очень перспективны. Всего за девять лет их эффективность выросла с 3,8% до 23,3%. Другим технологиям потребовалось более 30 лет исследований, чтобы достичь такого же уровня», — отмечает профессор Ци. Их метод обработки минерала же увеличивает его эффективность до кристаллических кремниевых элементов.
Чтобы сделать это, исследователи покрыли прозрачные проводящие подложки пленками перовскита, которые очень эффективно поглощают солнечный свет. Также они покрыли субстрат слоем трииодида калия с небольшим количеством ионов хлора и газа метиламина — это позволило им сделать равномерные панели из примерно равного количества фотоэлементов. При разработке метода ученые поняли, что создание перовскитового слоя толщиной 1 мкм значительно увеличивает срок службы фотоэлемента — он не изменился после 800 часов работы.