Новость от 08.12.2015

Солнечные батареи третьего поколения должны быть и дешевыми, и эффективными


Для преобразования излучения Солнца в электрический ток применяются фотовольтаические преобразователи солнечные батареи. Наибольшее распространение получили кремниевые батареи, КПД у них достигает 25,6%, а срок службы более 25 лет. Кремний дешевый, но технология производства батарей сложна, что и обуславливает их высокую цену. Существует и фундаментальное ограничение (предел Шокли-Квиссера) – КПД таких батарей не может превышать 34%.

Иной тип солнечных элементов (второе поколение), на которые ограничение Шокли-Квиссера не распространяется, создан с использованием тонкопленочных тандемных гетероструктур на основе галлия, мышьяка, индия, олова и азота. Эти элементы имеют эффективность до 46%. Однако в их производстве используются токсичные химикаты, технология изготовления сложна.

Одним из новых перспективных направлений развития солнечной энергетики стало создание солнечных элементов третьего поколения на базе сенсибилизированных органическими или металлорганическими красителями широкозонных полупроводников.

Разработка элементов третьего поколения требует совместных усилий специалистов из различных областей, в том числе материаловедов, химиков-органиков, электрохимиков и специалистов в области фотовольтаики. В России для решения этой задачи создан консорциум, в который вошли ученые из нескольких регионов (Москва, Екатеринбург, Томск), работающие как в академических институтах (ИОНХ РАН, ИОС УрО РАН, ИФХЭ РАН), так и в ведущих университетах (МГУ, ТГУ).

Усилиями участников консорциума создана вся необходимая инфраструктура для создания и тестирования батарей третьего поколения. Уже разработана технология гидротермального получения мезопористого оксида титана, не уступающего импортным аналогам. Синтезирован ряд новых рутенийсодержащих и безметалльных красителей для фотоанодов. Ведется поиск неорганических медиаторов и красителей для твердотельных солнечных элементов.

Работы ведутся при поддержке РФФИ (проекты 13-03-12415 и 13-03-12434), а также в рамках программы повышения конкурентоспособности ТГУ.


Источник: http://минобрнауки.рф

Вернуться назад