В Японии разработали полупрозрачные перовскитные солнечные батареи

Группа японских ученых разработала полупрозрачные солнечные элементы на основе перовскита.

Созданные ими панели можно наносить на окна и получать электроэнергию с КПД 10%. Таким образом, исследователям удалось объединить относительно высокую эффективность с прозрачностью. Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.

Команда ученых из Токийского университета усовершенствовала метод создания тонких солнечных модулей на основе перовскитов. Такие фотоэлементы за счет своей структуры обладают большей прозрачностью, чем кремниевые солнечные панели. Однако их широкому применению мешает сразу несколько факторов. Как пояснил один из авторов исследования Гю Мин Ким, более плотный перовскитный слой генерирует больше энергии, тогда как более тонкий слой пропускает больше света. Поэтому приходится выбирать между эффективностью и прозрачностью.

Для решения этой проблемы ученые добавили в модуль слой из нанокубиков серебра, которые давно применяются в солнечной энергетике для повышения КПД. Чтобы усилить эффект, исследователи соединили нанокубики с электродным слоем фотоэлемента, также выполненным из серебра. За счет этого модуль получил возможность улавливать длину волны красной области видимого спектра, которую перовскиты обычно не охватывают. Ученые назвали это «эффектом плазмонной антенны».

Использование слоя нанокубиков позволило повысить светочувствительность и сделать перовскитный слой более тонким. Как сообщает Phys, КПД модуля составило 10%, а прозрачность была увеличена на 28%.

При разработке исследователи учли, какую область спектра лучше всего воспринимает глаз человека. Недавние исследования показали, что глаза наиболее чувствительны к зеленой части спектра, а не к красной или синей. Разработанные учеными модули поглощают синюю часть спектра за счет использования перовскита и красную часть спектра за счет нанокубиков, давая тем самым «дорогу» зеленой части спектра.

Исследователи надеются, что технология позволит производить солнечные модули, которые можно будет наклеивать на оконные стекла.

Недавно ученые из Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США представили термохромные оконные стекла, которые преобразуют солнечный свет в электричество с высоким КПД. В их основу также легли перовскитные модули и углеродные нанотрубки.