Создан универсальный материал для производства фотоэлектрических панелей

Если говорить о том, из какого материала производить элементы солнечных батарей, то очевидным выбором в данном случает станет тот материал, который поглощает свет, а не обладает свойствами его излучения или отражения. Однако исследователи из Наньянского технологического университета в Сингапуре обнаружили материал, который способен нести в себе обе эти функции. Ученые считают, что материал, получивший название «перовскит», обладает широкими перспективами использования в мобильных устройствах. Материал можно использовать при производстве дисплеев, которые будут одновременно выполнять и функции солнечных батарей.

Перовскит уже показал весьма обещающие результаты как материал, отлично поглощающий солнечный свет, и в свое время использовался даже в производстве прототипа фотоэлектрического устройства на основе графена. Эффективность подобного устройства составила порядка 15,6 процента. Команда из Наньянского технологического университета обнаружила, что материал помимо поглощающих свойств обладает еще и свойствами, которые позволяют отталкивать свет. Причем это открытие было сделано практически случайно, когда физик Наньянского технологического университета Сум Цзе Цзянь попросил своего ассистента Зинь Гу Чана посветить лазером на новый гибрид солнечной ячейки из перовскита, которую они разрабатывали.

Ввиду того, что большинство материалов, составляющих солнечные батареи, обладают отличными свойствами поглощения света, команда была весьма удивлена, когда обнаружила, что солнечная ячейка из перовскита ярко засветилась в тот момент, когда на нее был направлен лазер.

«Мы обнаружили, что этот материал очень высокого качества и остается прочным даже под воздействием прямого света. Материал способен захватывать частицы света и конвертировать их в электричество или наоборот», — говорит Сум.

«После некоторых изменений состава этого материала мы можем заставить его отражать (излучать) широкий набор различных цветов, что сделает его очень удобным для использования в устройствах, где требуется такая возможность. Например, в плоских дисплеях».

Так как перовскит может быть полупрозрачным, команда ученых уверена, что из него можно создавать дисплеи для мобильных устройств, которые помимо отображения изображения еще будут использоваться в качестве солнечных батарей. В более широких масштабах материал имеет потенциал использования при производстве стеклопакетов, которые также будут генерировать электричество днем и освещать помещение ночью. Исследователи также уверены, что обладающий высокой люминесценцией перовскит можно использовать при производстве лазеров.

«Такой многофункциональный и многопрофильный, но в то же время дешевый в производстве материал будет идеально вписываться в концепцию «зеленых зданий», — говорит доцент Школы материаловедения и инженерии (MSE), а также Института энергетических исследований (ERI@N) Нрипан Мэтьюз.

«Так как мы уже работаем в направлении увеличения масштаба производства этого материала для строительства солнечных панелей, то было бы весьма целесообразно внести некоторые изменения и в процесс производства светоизлучающих устройств. Что еще более важно во всем этом, так это то, что материал обладает всеми необходимыми свойствами для работы с лазерами, что дает возможность производства различных электронных устройств, позволяющих обнаруживать и управлять светом».

Изобретатели перовскита солнечных элементов (слева направо): доцент Нрипан Мэтьюз, доцент Сум Цзе Цзянь и процессор Субодх Мхайсалкар (фото: Наньянский технологический университет)

Исследовательская команда запатентовала технологию производства фотоэлектрических элементов из нового материала и описала все детали проделанной работы в одном из последних номеров научного журнала Science.