Группа ученых НИТУ «МИСиС» под руководством профессора Анвара Захидова представила технологию создания тонкопленочного фотоэлемента на основе гибридного металл-органического соединения – перовскита, позволяющего преобразовывать энергию солнечного излучения в электрическую с КПД выше 15%, при планируемых показателях более 20%, сообщает пресс-служба МИСиС.

Альтернативная энергетика, использующая в качестве источника энергии солнечный свет, развивается давно и успешно за счет солнечных кремниевых батарей. Эта технологии имеет один минус – панели, применяемые для преобразования солнечного света в электроэнергию, изготавливаются на основе кремния. Производства кремниевой основы — это высокотехнологичный, энергоемкий и токсичный процесс, а сами панели отличается малой гибкостью, хрупкостью и большой массой. Это сильно сужает диапазон их применения.

Научный коллектив НИТУ «МИСиС», состоящий из сотрудников Центра энергоэффективности, кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников, совместно с коллегами из университета Техаса в Далласе (University of Texas at Dallas) впервые в России создал прототип тандемного устройства, которое сочетает в себе подъячейки из перовскита (на основе солей иодида свинца и метил-аммония йода) с традиционными кремниевыми солнечными элементами для преобразования в электричество всего спектра видимого излучения солнечного света, говорится в сообщении.

Главное революционное преимущество перовскитной технологии, выводящее фотовольтаику на новый уровень, – активные слои этих солнечных элементов возможно наносить из жидких растворов на тонкие и гибкие подложки. Это позволяет размещать солнечные батареи на поверхностях любой кривизны: например, на окнах домов и машин в качестве оконных полупрозрачных «энерго-штор», на фасадах и крышах зданий, а также бытовой электронике. Это сильно расширяет диапазон применения солнечных батарей – в него попадают вся носимая электроника, автопром, бытовая техника, технологии «умный дом», обеспечение электричеством жилых домов и помещений.

На сегодняшний день расчетная стоимость квадратного метра перовскитных солнечных панелей составляет менее 100 долларов США, тогда как квадратный метр лучших кремниевых обходится в 300 долларов США, отмечается в пресс-релизе. Но при внедрении технологии в массовое производстве разница станет 4-6-кратной, полагают разработчики.

«Главным преимуществом гибридных перовскитов является простота их получения из обычных солей металлов и промышленных химических органических соединений, а не из дорогих и редких элементов, используемых в высокоэффективных полупроводниковых аналогах, таких, как солнечные батареи на основе кремния и арсенида галлия. Не менее важно, что материалы на основе перовскита могут быть использованы для печати фото-электроники не только на стекло, но и на другие материалы и поверхности. Это делает батареи гораздо дешевле, чем при более сложных способах получения тонкопленочных солнечных элементов», - приводится в сообщении пояснение Анвара Захидова, ведущего эксперта Центра энергоэффективности НИТУ «МИСиС», профессора университета Техаса в Далласе (США), руковоителя совместной российско-американской группой ученых, занимающейся разработкой перовскитных источников энергии.

Сейчас ученые тестируют полученный прототип устройства и планируют перейти к промышленным испытаниям фотоэлемента в 2017 году, отмечается в сообщении.