Новое исследование приоткрыло секрет недорогой солнечной энергии

Как показали недавно проведённые исследования, за последние несколько лет солнечным батареям на основе MHP (металл-галоидных перовскитов) практически удалось по своей производительности сравняться с обычными солнечными элементами на основе кремния. Такие фотоэлементы не нуждаются в очень сложных производственных технологиях, поскольку раствор наносят на поверхность любого объекта. Затем он высыхает и кристаллизуется в тончайшую фотоэлектрическую плёнку. Получаемые в результате такого процесса солнечные батареи имеют очень малый размер - примерно с ноготь человека.

Как рассказывает адъюнкт-профессор Виргинского Университета Joshua Choi (Джошуа Чой), для того, чтобы описанный выше процесс стал приемлем с технологической точки зрения, нужно иметь возможность его масштабирования при улучшении или хотя бы сохранении эффективности солнечного элемента. Чтобы добиться такого результата, учёным нужно понять, каким образом происходит кристаллизация материала из раствора и образование тонкой плёнки.

Адъюнкт-профессор в процессе своей работы сотрудничает с исследователями из Корнельского Университета (HighEnergy Synchrotron Source), представляющими отдел синхротронного ускорителя. Проведению научной работы по этому направлению оказывает поддержку NSF (Национальный Научный Фонд). Джошуа Чой в режиме реального времени провёл мониторинг роста кристаллов MHP, используя на атомном уровне метод скользящего рассеяния рентгеновских лучей очень высокой интенсивности.

Учёные добавляли в растворы различные химические вещества и научились управлять скоростью, с которой формируются кристаллы MHP, одновременно задавая направление роста кристаллов на поверхности подложки. Профессор Чой отметил, что эффективность солнечной батареи зависит от ориентации кристаллов.

Проведённое исследование дало учёным информацию о процессе формирования перовскитных кристаллов. Эти данные требуются инженерам для создания методов, которые позволят наладить процесс крупномасштабного промышленного производства более дешёвых панелей MHP. Те, в свою очередь, дадут возможность уменьшить себестоимость солнечной энергии.

Результаты исследования были представлены учёными на очередной конференции, проводимой Американской Кристаллографической Ассоциацией в городе Денвере (штат Колорадо).