Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
slide

Швейцарские физики создали сверхэффективные солнечные батареи

Кристаллы перовскита, покрытые веществом FGT в представлении художника
Швейцарские физики продемонстрировали работу нового поколения солнечных батарей, обладающих рекордно высоким КПД и при этом остающихся достаточно дешевыми по сравнению с обычными фотоэлементами.

МОСКВА, 19 янв – РИА Новости. Пленки из аналога необычного природного минерала помогли физикам из Швейцарии создать новый вид дешевых солнечных батарей, преобразующих рекордные 20% энергии солнечного света в электричество, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Лучшие прототипы солнечных батарей на перовскитах используют особые материалы, которые очень сложно изготовлять и очищать. Их минимальная стоимость составляет около 300 евро за грамм вещества, что делает невозможным их коммерческое использование. Для сравнения, наше вещество, FDT, легко изготовлять и оно в пять раз дешевле, и при этом обладает теми же качествами", — заявил Мохаммад Назируддин (Mohammad Nazeeruddin) из Федеральной политехнической школы Швейцарии в Лозанне (EPFL).

В последние годы ученые создали несколько экзотических материалов, позволяющих увеличить эффективность солнечных батарей в несколько раз. В частности, внимание физиков все больше привлекает минерал перовскит и его синтетические аналоги, тонкие пленки которого являются полупроводниками, хорошо преобразующими энергию света в электричество.

Большинство светопоглощающих материалов обладают симметричной кристаллической структурой, что и позволяет электронам свободно течь в разные стороны. Перовскит имеет кубическую кристаллическую решетку, образованную атомами одного металла. Внутри каждого куба находится восьмигранник, образованный атомами кислорода, внутри которого "сидит" атом другого металла.

Создан материал, заставляющий солнечные батареи работать на максимуме

Взаимодействие между этими атомами заставляет электроны течь в едином направлении, благодаря чему солнечные батареи на базе перовскита обладают крайне высоким КПД, около 12-15%. Назируддин и его коллеги смогли достичь еще более высокого уровня эффективности, не повышая стоимости батареи, создав вещество FDT.

Оно относится к категории так называемых "переносчиков дырок" – особых субстанций, помогающих удалять положительные заряды, так называемые "дырки", из пленки перовскита после того, как в нее попадают частицы света и "выбивают" из нее электроны. По своей химической структуре FDT представляет собой небольшую молекулу ароматического углеводорода, похожую по форме на бабочку с крупными крыльями.

Кончики крыльев этой "бабочки" цепляются за поверхность пленки из перовскита, а ее нижняя часть взаимодействует с атомами йода, служащими источником "дырок" и электронов, и заставляют их быстрее возвращаться в рабочее положение после того, как свет выбьет очередной электрон из кристалла перовскита.

Благодаря ее необычным свойствам, солнечная батарея, покрытая тонким слоем FDT, способна достичь рекордного на сегодняшний день показателя КПД – свыше 20,2%, что чуть выше, чем у солнечных батарей на базе более дорогих "переносчиков дырок". Как надеются ученые, их открытие приблизит нас к появлению действительно эффективных "зеленых" источников энергии.

РИА Наука
Обсуждение
4 пользователя оставили 7 комментариев
  • КПД пока не идеальное (хотелось бы 50%), но обнадёживающее. Самое главное, что несмотря на небольшой прирост, уменьшается соотношение цена/производительность.
    22:45
    19.01.2016
  • Швейцария - родина физиков!
    ...а у нас зато дети красивые! :-/
    23:20
    19.01.2016
  • все равно слабое кпд
    00:33
    20.01.2016
  • Солнечные батареи вполне реально сделать с КПД 50%, и это направление очень перспективное. Известен фотоэффект, где в тонком слое полупроводника MoS2 обнаруживаются связанные два электрона и позитрон, а проводимость полупроводника уменьшается на 70 %. Предполагаю, что внешний фотон в этом материале присоединился к электрону. Возможность создания таких материалов, где используется электрон и позитрон фотона разных частот реальна. Этот процесс пойдёт быстрее, если фотон будет более изучен.
    05:16
    20.01.2016
  • Не расщеплённый фотон,- это система хорошо сбалансированных частиц, которая состоит из электрона, антинейтрино, позитрона, нейтрино. Представьте, две совершенно одинаковые синусоиды сложенные вместе, одну из них поверните на угол 180 градусов относительно оси ОХ или сдвиньте по оси ОХ на половину периода. По одной синусоиде перемещаются электрон и антинейтрино, по другой перемежаются позитрон и нейтрино. Через половину периода электрон и антинейтрино становятся позитроном и нейтрино, а позитрон и нейтрино через половину периода становятся электроном и антинейтрино. То есть эти частицы электрон и антинейтрино с позитроном и нейтрино находятся всегда в противофазе. Если так понятней, то две частицы перемещаются по синусоиде, а две по косинусоиде, сдвинутой в начало координат на четверть периода.
    05:19
    20.01.2016
  • Расщеплённый фотон состоит из двух частиц, первоначально это электрон и антинейтрино или позитрон и нейтрино, то есть разделим перемещение частиц по синусоиде и косинусоиде, сдвинутой в начало координат на четверть периода, разведём их на расстояние независимого перемещения. Из одного фотона получили два фотона с совершенно одинаковой длиной волны, но у этих двух фотонов длина волны стала в два раза больше чем у не расщеплённого фотона.
    05:20
    20.01.2016
  • У не расщеплённого фотона одновременно происходят два импульса в противоположные стороны перпендикулярные движению в каждые половину периода. У расщеплённого фотона происходит один импульс в каждые половину периода, в следующие половину периода происходит импульс в противоположную сторону, импульсы происходят перпендикулярно движению фотона.
    05:21
    20.01.2016

Партнеры





Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.