Исследователи из Технологического университета Наньянга создали перовскитовые солнечные элементы толщиной в десять тысячных человеческого волоса. Эта новая конструкция способна вырабатывать электричество даже на поверхностях, не получающих прямого солнечного света, используя рассеянное и косвенное освещение.
Работа опубликована в журнале ACS Energy Letters. Учёные отмечают, что технология нацелена на преодоление проблемы затенения, часто встречающейся в плотной городской застройке.
Решение проблемы затенения в городах
В городских центрах с высокими зданиями традиционные солнечные панели не всегда работают эффективно из-за взаимного затенения. Новые перовскитовые элементы призваны уменьшить это ограничение, распространяя производство энергии не только на крыши, но и на гораздо более широкие поверхности.
Фасады зданий, офисные окна, капоты автомобилей и оконные стекла домов выделяются как основные области применения. Благодаря нейтральному цвету технология может быть интегрирована в поверхности незаметно.
Производство без токсичных растворителей
В процессе разработки использовался метод термического испарения. Перовскитовый материал нагревали в вакуумной камере до испарения с помощью эффекта Джоуля, после чего он осаждался на поверхность в виде очень тонкой пленки.
Этот метод позволил получить однородные слои толщиной 10 нанометров. Отсутствие необходимости в токсичных химических растворителях делает производство экологически чище и более пригодным для масштабного применения.
Разработано два типа элементов
Команда создала два типа элементов — непрозрачные и полупрозрачные, изменяя толщину слоя. Непрозрачные версии достигли эффективности от 7 до 12 процентов.
Полупрозрачные пропускают 41% видимого света и вырабатывают электричество с эффективностью 7,6%. Хотя эти показатели уступают кремниевым панелям, исследователи подчёркивают, что главное преимущество — это увеличение доступной площади для установки.
Здания могут стать центрами производства энергии
В настоящее время солнечная энергия в городах в основном производится на больших площадках за пределами города или на крышах зданий. Распространение ультратонких перовскитовых элементов может превратить сами здания в точки генерации энергии.
Этот подход позволит использовать ранее не задействованные поверхности — стекла, фасады и поверхности транспортных средств, расширяя возможности возобновляемой энергии внутри городов.