Российские и итальянские физики разработали пасту на базе наночастиц кремния и диоксида титана, которая позволяет максимально повысить эффективность перовскитных солнечных батарей. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Университета ИТМО со ссылкой на статью в журнале Nano Energy.

"Полученная паста - универсальный продукт, который может быть применен и при создании перовскитных солнечных батарей разных типов, а также для производства фотодетекторов и других оптоэлектронных устройств на основе перовскитов. Мы верим, что это будет востребованное решение", - отметил профессор Университета ИТМО Сергей Макаров, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Перовскиты представляют собой гибкие и легкие полупроводниковые материалы с достаточно необычными свойствами и структурой. Они похожи по устройству на природный минерал перовскит, хорошо поглощающий свет и превращающий его в другие формы энергии благодаря тому, как внутри него расположены "кубы" из атомов металлов и восьмигранники из атомов кислорода.

Профессор Макаров и его коллеги уже много лет работают над повышением КПД работы перовскитных солнечных батарей, самые удачные образцы которых в последние годы начали приближаться по уровню эффективности к лучшим вариантам их кремниевых аналогов.

Наноловушка для света

Как правило, ученые сегодня добиваются этого, встраивая различные примеси в перовскиты, что в большинстве случаев усложняет их конструкцию и повышает стоимость производства солнечных батарей. Недавно российские и итальянские исследователи предположили, что аналогичного эффекта можно добиться, если покрыть поверхность перовскитов при помощи частиц, удерживающих свет внутри батареи.

Проведенные ими расчеты показали, что этого можно добиться при помощи наночастиц из двух дешевых материалов, кремния и двуокиси титана, широко применяемых в наноиндустрии. Руководствуясь этими соображениями, ученые синтезировали набор наночастиц из этих материалов и подготовили на их основе специальную пасту, которую можно наносить на поверхность любых типов перовскитных батарей.

При ее подготовке ученые детально просчитали то, как оптические и электрофизические свойства кремния и диоксида титана влияли на светоудерживающие свойства пасты. Это позволило ученым подобрать оптимальную концентрацию, размеры и геометрическую форму наноструктур для максимально эффективного удержания света внутри солнечных батарей.

Слой из этого материала, как выяснили исследователи в ходе последующих экспериментов, повышал КПД работы фотоэлементов примерно на 6-19% и при этом лишь незначительно увеличил их себестоимость. Как надеются профессор Макаров и его коллеги, их изобретение ускорит проникновение нового поколения солнечных батарей в промышленное производство и быт.