Ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре разработали ультратонкие прозрачные солнечные элементы на основе перовскита — они могут стать основой для интеграции энергогенерации в повседневные объекты: окна зданий, люки автомобилей и даже линзы умных очков.
Новые элементы поразительно тонкие, их толщина достигает всего 10 нм — это в 10 тыс. раз тоньше человеческого волоса и в 50 раз тоньше обычных перовскитных солнечных элементов. При этом они демонстрируют высокую эффективность преобразования энергии, особенно для устройств такого типа. Результаты опубликованы в журнале ACS Energy Letters.
Ключевое преимущество технологии — ее универсальность. В отличие от традиционных кремниевых батарей, перовскитные элементы вырабатывают электроэнергию даже при рассеянном свете и в условиях недостаточной освещенности. Это делает их идеальными для городской среды, где прямые солнечные лучи часто заслоняют облака и высотные здания.
На искусственную среду приходится около 40% мирового потребления энергии, поэтому технологии, позволяющие легко превращать поверхности зданий в источники энергии, становятся все более актуальными
Для создания элементов команда использовала метод термического испарения в вакуумной камере. Материалы нагревают до испарения, а затем пар оседает на поверхности, формируя тонкую однородную пленку. Это позволяет избежать токсичных растворителей, снизить число дефектов и точно контролировать толщину слоя — вплоть до 10 нм.
Эффективность преобразования энергии зависит от толщины слоя: в непрозрачных устройствах она составила 7%, 11% и 12% для слоев толщиной 10, 30, 60 нм соответственно. Полупрозрачная ячейка 60-нанометровым слоем пропускала около 41% видимого света, работая с эффективностью 7,6%.
Сейчас исследователи ведут переговоры с компаниями о проверке и стандартизации процесса, а также работают над повышением стабильности и долговечности элементов. Потенциал технологии огромен: например, остекление крупной офисной башни в Сингапуре может генерировать сотни мегаватт-часов в год — этого хватит примерно на 100 четырехкомнатных квартир.
Ранее Наука Mail рассказывала, что испытана стабильно работающая под водой солнечная панель.
