Перовскит улучшает эффективность кремниевой солнечной батареи

07.03.2020

Исследователи из Университета штата Колорадо (CU Boulder) создали дешевый солнечный элемент, обладающий одной из высочайших на сегодняшний день эффективностью преобразования энергии, применив комбинацию из слоев кремния и перовскита.

"Мы взяли продукт, отвечающий за отрасль, которая приносит 30 млрд долл. в год, и сделали его лучше на 30%", - заявил Майкл Макги (Michael McGehee), профессор кафедры химических и биологических технологий CU Boulder и соавтор статьи об этой разработке, опубликованной в журнале Science.

Ученые поместили слой перовскитного солнечного элемента поверх кремниевового аналога, захватывающего менее высокоэнергетичные фотоны из инфракрасной части спектра. Собственная эффективность кремниевого элемента составляла 21%, но добавление перовскита позволило улучшить ее примерно на треть - до 27%.

Концепция многопереходных или тандемных солнечных элементов известна уже около полувека, и мировой рекорд достигнутой с ее применением эффективности составляет более 45%. Однако стоимость таких рекордных панелей - 80 тысяч долларов за квадратный метр - делает перспективы их сколько-нибудь широкого применения нереалистичными.

Использование галоидного перовскита позволяет снизить себестоимость слоистой солнечной батареи более чем на два порядка. Уникальный состав перовскитного кристалла - точно выверенное соотношение брома, йода и хлора, обеспечивающее наилучшее сочетание эффективности и стабильности - стал итогом исследований, растянувшихся на все последнее десятилетие.

Подобные перовскиты легко синтезировать даже в лабораторных условиях. В испытаниях на протяжении 1000 часов или почти 42 дней, новые тандемные элементы показали минимальное изменение первоначальной эффективности.

Профессор Макги считает, что превышение максимальной эффективности кремниевой солнечной батареи не исчерпывает весь потенциал разработанных его группой широкополосных многослойных структур.

"Мы считаем, что они могут преодолеть рубеж эффективности в 30% и при этом сохранить стабильность", - говорит он.

<< Назад: Умный будильник EzLarm 08.03.2020

>> Вперед: Робот-спасатель для бассейнов 07.03.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Умные часы, анализирующие состав пота 13.06.2024 Ученые из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук представили инновационные умные часы, которые способны анализировать состав пота. Это устройство может стать ценным инструментом для спортсменов, позволяя им отслеживать изменения в организме во время тренировок и соревнований. Устройство оснащено различными датчиками, способными обрабатывать пот из тела человека и анализировать химические вещества в его составе. С помощью сенсоров можно точно определять уровни ионов калия, натрия и кальция. Показатели состава пота можно отслеживать как в реальном времени, так и в течение шести месяцев. Это позволяет спортсменам получать непрерывную обратную связь о состоянии своего организма во время тренировок и восстановления. Датчики умных часов работают на базе электрохимических методов и используют микрофлюидный чип, способный обрабатывать очень малые объемы жидкости. Это позволяет изучать состав даже 0,01 мл пота. Стабильность работы сенсоров является ключевым аспектом для эффективности и долговечности устройства. Ученые обеспечили высокую стабильность и надежность функционирования датчиков. Изучение состава пота может помочь спортсменам и тренерам лучше понимать, как организм реагирует на физическую нагрузку и какие электролиты теряются в процессе потоотделения. Электролиты, такие как калий и натрий, играют важную роль в регуляции функций нервов и мышц. Понимание процессов, связанных с потоотделением, может помочь спортсменам оптимизировать свою диету и режим водопотребления для улучшения выносливости и производительности. Умные часы, способные анализировать состав пота, представляют собой значимый прогресс в области спортивных технологий. Они обеспечивают спортсменам и тренерам ценную информацию о состоянии организма во время физических нагрузок и помогают оптимизировать процессы тренировок и восстановления. Развитие таких технологий может способствовать улучшению спортивных результатов и общего здоровья спортсменов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026