Специалисты НИТУ «МИСиС» адаптировали технологию нанесения полупроводниковых слоев посткремниевых фотопреобразователей к промышленном стандартам, что позволит удешевить и упростить производство солнечных батарей. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.
По словам исследователей, кристаллы кремния, которые применяются в производстве солнечных батарей, отличаются сложностью и дороговизной изготовления, а кроме того, имеют серьезные ограничения в эксплуатации. Как альтернатива кремнию по всему миру активно исследуются перовскитные материалы, и сейчас КПД перовскитных солнечных элементов уже достиг эффективности коммерческих кремниевых.
В НИТУ «МИСиС» занимаются разработкой солнечных элементов и фотодетекторов на основе перовскитов с 2015 года. Результатом работы стала технология, обеспечивающая высокую стабильность и люминесценцию перовскитных слоев, адаптированная к современным промышленным стандартам нанесения.
«Мы продемонстрировали формирование перовскитных слоев методом химического осаждения из газовой фазы (CVD — chemical vapor deposition) в одностадийном процессе. Использование стандартного метода в сочетании с механохимическим синтезом обеспечит масштабирование до промышленного уровня. Кроме того, мы продемонстрировали и объяснили высокую стабильность и люминесцентные свойства неорганических перовскитов и особенно выделяем CsPb2Br5 за лучшие оптические свойства на всех технологических этапах», — рассказал сотрудник Лаборатории перспективной солнечной энергетики университета Артур Иштеев.
Исследователи особо отмечают, что на сегодня метод CVD — стандарт индустрии производства светодиодов и солнечных элементов. По их словам, внедрять перовскитные технологии можно в уже существующие производственные линии без замены парка оборудования.
Иштеев отметил, что теперь перовскитные солнечные элементы и светоизлучающие диоды запустят в массовое производство, так что они получат распространение в промышленной и потребительской электронике. Их важное преимущество — низкая стоимость производства и высокие выходные характеристики.
«В отличие от кремния, перовскиты обеспечивают генерацию при рассеянном свете и низкой освещенности. Перовскитная солнечная батарея работает при любых погодных условиях и даже в помещениях. Это расширяет круг применения, например для автономного питания стационарных приборов и носимых устройств (часов и смартфонов)», — пояснил ученый.
В университете организовали полный цикл сборки перовскитных солнечных элементов. В лабораторных условиях это занимает пять часов — от стекла до готового устройства. Технология получила патент и готова к широкомасштабному производству и конкуренции с кремниевыми аналогами. Разработчики привлекают инвестиции и ищут индустриальных партнеров.
Глобальная цель сотрудников Лаборатории солнечной энергетики — довести перовскитные устройства до массового производства. Доступные источники энергии, уверены исследователи, позволят улучшить энергетическую инфраструктуру в России и на внешних рынках.
