Ученые из Римского университета Тор Вергата разработали перовскитный фотогальванический элемент для внутридомовых помещений, который способен преобразовывать искусственный свет в электроэнергию с эффективностью в 32,5%. Разработку можно использовать для снабжения маломощной бытовой электроники, беспроводных датчиков и девайсов Интернета вещей (IoT). Результаты исследования опубликованы в журнале RRL Solar.
Авторы исследования отказались от использования полиэтиленнафталата (ПЭН, полиэфира из этиленгликоля и дикарбоновой кислоты) в качестве материала подложки, применив для этой цели полиэтилентерефталат (ПЭТФ), который отличается большей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и при этом в шесть раз более экономичен. Помимо подложки из ПЭТФ, в состав ячейки вошли еще несколько слоев. Первый из них образовал слой оксида индия-олова — полупроводникового материала, прозрачного для видимого света, но при этом способного отражать инфракрасное изучение. Следующим стал слой переноса электронов, выполненный из оксида олова — соединения олова и кислорода, которое внешне выглядит как черный порошок. Вслед за этим были расположены поглотитель перовскита, а также бромид тетрабутиламмония (ТБАБ) — кристаллический порошок белого цвета, позволивший минимизировать возникновение дефектов при сгибании перовскита. Наконец, «замыкающими» стали слой «транспорта дырок», ответственный за перенос электронов от катода к аноду, а также верхний электрод из золота.
После сбора ячейки ученые провели испытания, в которых перовскит продемонстрировал КПД в 32,5%, при том что эффективность преобразования солнечной энергии в электричество, в большинстве случаев, находится в диапазоне от 20% до 25%. При этом даже после 1000 циклов изгиба сконструированный элемент сохранял 80% от своей первоначальной эффективности. По оценке авторов исследования, срок службы нового перовскита будет примерно на 40% превышать аналогичный показатель для большинства гибких солнечных панелей.
Разработка в случае успешной коммерциализации будет способствовать внедрению фотогальванических элементов в быту. Ранее компания Exeger начала использовать другой вид гибких солнечных панелей — ячеек Гретцеля — для производства беспроводных закрытых наушников. Роль генератора энергии в них играет пластина, размещенная на ободке и питающаяся от искусственного света. Устройство при попадании в тень может бесперебойно работать в течение 80 часов. При этом Exeger планирует поставлять собственную технологию для производителей трекеров, портативных колонок и дистанционных пультов.
Источник фото — pv-magazine.com
