ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Алексей Лихачёв и министр внешнеэкономических связей и иностранных дел Венгрии Петер Сийярто обсудили прогресс по проекту АЭС «Пакш-2»

В рамках 66-й Генеральной конференции МАГАТЭ в Вене генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачёв и министр внешнеэкономических связей и иностранных дел Венгрии Петер Сийярто обсудили текущий статус и прогресс по проекту АЭС «Пакш-2» (Венгрия). Стороны отметили важность перехода проекта АЭС «Пакш-2» в фазу непосредственного сооружения после получения основных лицензий в конце авг...

Отечественные TLS-сертификаты доступны для установки на смартфоны, компьютеры и планшеты

На Госуслугах опубликованы инструкции по установке российских сертификатов безопасности на устройства пользователей. Такие сертификаты обеспечат доступность сайтов в любом браузере пользователям всех операционных систем. Кто еще может получить сертификат Сертификаты доступны также юридическим лицам – владельцам сайтов. Использование российского TLS-сертификата обеспечивает доступность ...

Россия осуществила важнейшую поставку оборудования для термоядерного реактора в Международную организацию ИТЭР

На площадку сооружения международного термоядерного экспериментального реактора ИТЭР во Франции отправлены первые российские гиротронные комплексы. Россия продолжает выполнение своих обязательств по натуральному вкладу в сооружение первого термоядерного реактора нового поколения. Три трейлера с уникальным российским оборудованием для термоядерной мега-установки, сооружаемой международным сообще...

О создании импортонезависимого программно-аппаратного комплекса (ПАК) для организаций и объектов критической информационной инфраструктуры (КИИ)

При участии Росатома будет создан программно-аппаратный комплекс для объектов КИИ на основе суверенной российской аппаратно-программной платформы с операционной системой «Альт» На полях форума «ИТОПК-2022» подписано соглашение Госкорпорации «Ростом», Российского федерального ядерного центра – Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», ...

В каждом регионе России созданы и функционируют штабы по борьбе с киберугрозами

На VII Восточном экономическом форуме заместитель председателя Правительства России Дмитрий Чернышенко провел сессию «Восток России 2.0! Региональные драйверы цифрового развития в новой реальности». На ней обсудили лучшие цифровые проекты регионов, импортозамещение промышленного ПО, а также кадровое развитие и переход на единую цифровую платформу «ГосТех». В мероприятии приняли участие губернат...

Утверждены новые правила использования ПО на значимых объектах критической информационной инфраструктуры

Правительство утвердило требования к программному обеспечению, используемому органами власти и госкомпаниями на значимых объектах критической информационной инфраструктуры, а также правила согласования закупок иностранного и перехода на отечественное ПО. Постановление подготовлено во исполнение Указа Президента о мерах по обеспечению технологической независимости и безопасности критической информа...

21 Сентября 2022

Ученые повысили срок службы солнечных батарей в пять раз

Ученые повысили срок службы солнечных батарей в пять раз

Ученым НИТУ МИСИС удалось в пять раз увеличить срок службы солнечных батарей на основе перовскита: повысить стабильность работы, увеличить износостойкость и снизить потери мощности под воздействием внешних факторов. Для этого в архитектуру устройства был добавлен двумерный наноматериал – максен, что позволило в три раза повысить термическую стойкость перовскитных элементов и снизить потери КПД до 4%. Главным преимуществом разработки является доступность масштабирования данного метода в промышленные технологические процессы. Результаты исследования опубликованы в журнале Small.

На данный момент самым распространенным компонентом солнечных батарей являются кристаллические кремниевые фотоэлементы, для создания которых требуются сложные технологии, высокие температуры большие капитальные затраты на оборудование, что значительно повышает конечную стоимость продукта. Максимальный КПД таких устройств составляет около 26%, предел эффективности получения энергии от солнечных элементов – 33%, что подразумевает сложность дальнейшего увеличения их эффективности.

Альтернативой кремниевым фотоэлементам могут стать тонкопленочные перовскитные солнечные элементы, где используется новый гибридный материал – перовскит, поглощающий свет сильнее и эффективнее кремния в тонких пленках (толщина перовскитной солнечной батареи 1 мкм, а для кремния – 200 мкм). Также, в отличие от кремниевых, солнечные элементы на основе перовскита можно нанести практически на любую подложку, например, стекло или гибкую поверхность. Кроме того, перовскитные солнечные батареи могут вырабатывать энергию даже в офисном помещении, заряжаясь от лампочек. Стоимость такой энергии при промышленном производстве перовскитных фотоэлементов может стать дешевле, чем энергия от традиционных источников – нефти, угля и газа.

Однако на сегодняшний день перовскитный солнечный элемент является нестабильным и недолговечным, поскольку химические реакции между слоями, а также факторы внешней среды ускоряют процессы коррозии и снижения КПД.

Ученые НИТУ МИСИС, Университета Гренобль Альпы и Римского университета Тор Вергата предложили технологию стабилизации перовскитных батарей и повышения их коррозионной устойчивости с помощью максенов (MXenes) – двумерных карбидов или нитридов переходного металла.

Данила Саранин, к.т.н., заместитель заведующего лабораторией перспективной солнечной энергетики Университета МИСИС:

«В качестве прослойки между n-слоем фуллерена и медным катодом выступил гибрид батокупроина и максена – двумерного карбида титана. Лучший образец был выявлен при концентрации батокупроина в изопропаноле 0,5 мг/мл, а максена – 0,75 мг/мл. КПД этого образца составил 17,46% против 16,45% образца без добавления максена. При этом износостойкость образцов, содержащих максен, в условиях постоянного воздействия света и тепла в несколько раз выше, чем у образцов без максена. При проверке термической стойкости при 80°C КПД солнечного элемента с максеном снизилось до 80% от первоначального значения через 1080 часов работы, в то время как элемент без максена выдало 330 часов. Тест на поглощение света выявил, что благодаря максену КПД снизился на 4% от исходного значения через 2300 часов, КПД образца без максена снизился до 80% за 430 часов».

Эксперименты подтвердили, что добавление гибрида батокупроина и максена в качестве «интерфейса» между n-слоем и катодом не только повышает КПД перовскитного солнечного элемента, но и способствует долгосрочной стабилизации между слоями. Максен предотвращает химическое разложение и повышает износостойкость устройства.

Интерфейсная инженерия ученых НИТУ МИСИС и зарубежных коллег может стать эффективным решением проблемы ограниченного срока эксплуатации и быстрого снижения КПД перовскитных солнечных элементов. Главным преимуществом разработки является доступность масштабирования данного метода в промышленные технологические процессы, так как новый метод добавляет новых и не усложняет конструкцию прибора. Фактически добавление специального материала – максена в чернила для печати солнечных батарей может существенно повысить его долговечность.

Алевтина Черникова, ректор НИТУ МИСИС:

«Современное материаловедение – это, в первую очередь, поиск новых методов и технологий создания и внедрения перспективных материалов, а также сокращение срока от их разработки до внедрения. Университет МИСИС в рамках реализации стратегического проекта «Материалы будущего» государственной программы «Приоритет 2030» ставит перед собой задачу уменьшить срок создания новых материалов с 20 до 5, а в некоторых случаях до 2 лет.Ученые лаборатории перспективной солнечной энергетики ведут исследования в области увеличения срока эксплуатации и КПД солнечных элементов нового поколения. Одним из главных преимуществ их последней разработки является доступность масштабирования данного метода в промышленное производство».

В настоящее время команда разработчиков адаптирует метод для промышленной реализации и планирует перейти к пилотному прототипированию на широком формате. Ученые активно разрабатывают прикладные решения на основе данной технологии и открыты к сотрудничеству по развитию продуктовых направлений.

Пресс-релиз НИТУ МИСИС

Кол-во просмотров: 306
На правах рекламы