Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: Прототип перовскитового фотоэлектрического модуля. Автор: Сергей Гнусков, НИТУ «МИСиС»
Фото: Прототип перовскитового фотоэлектрического модуля. Автор: Сергей Гнусков, НИТУ «МИСиС»

Модификатор для повышения эффективности перовскитных солнечных батарей

Новости, обзоры, события

Опубликовано: 17.02.2021

Обновлено: 23.02.2021

 504

Название MXenes отражает процесс создания материалов. Они производятся путём травления и отшелушивания атомарно тонких слоев предварительно нанесённого алюминия на слоистые карбиды (MAX phases). MAX phases - слоистые шестиугольные карбиды и нитриды

Научный коллектив НИТУ «МИСиС» представил улучшенную версию солнечных батарей на основе перовскитов. Ученые модифицировали фотоэлементы на основе перовскитов максенами (MXenes) - тонкими двумерными карбидами титана с высокой электропроводностью. Полученный фотомодуль показал превосходные характеристики с эффективностью преобразования солнечного света, превышающей 19% (аналоги дают 17%), и улучшенной стабильной выходной мощностью. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале NANO ENERGY [1].

Перовскитные пленочные фотоэлементы - активно развивающаяся во всем мире технология альтернативной энергетики. Солнечные батареи из перовскитов можно печатать на специальных струйных или матричных принтерах без применения вакуумных процессов. Это снижает стоимость перовскитных устройств по сравнению с традиционными кремниевыми.

Другими их преимуществами являются гибкость (фотоэлемент можно изготавливать на подложках из ПЭТ - лавсана - обычного материала для изготовления пластиковых бутылок) и компактность, за счет которых пленочные фотомодули можно монтировать на стены зданий и кривые поверхности автомобильных стекол для создания автономного обогрева, либо независимого электропитания.

Перовскитный модуль имеет слоеную структуру, внутри которой происходит процесс сбора электронов и преобразование солнечного излучения в электрическую энергию. Толщина этих слоев очень тонкая - от 10 до 50 нанометров, а все вместе они тоньше человеческого волоса. Чем меньше энергозатрат происходит в процессе электронного перемещения внутри перовскитного материала, тем эффективнее работает весь модуль.

Научная группа физиков НИТУ «МИСиС» и Университета Тор Вергата (Милан, Италия) доказали экспериментально, что небольшая добавка максенов на основе карбида титана в светопоглощающие слои перовскита улучшает процесс электронного перемещения и оптимизирует работу батареи.

Название MXenes отражает процесс создания материалов. Они производятся путём травления и отшелушивания атомарно тонких слоев предварительно нанесённого алюминия на слоистые карбиды (MAX phases). MAX phases - слоистые шестиугольные карбиды и нитриды.

«В работе мы демонстрируем полезную роль легирования MXenes как для фотоактивного слоя, так и для слоя переноса электронов в транспортных слоях фуллеренов перовскитных солнечных элементов на основе оксида никеля, - рассказала соавтор исследования, сотрудник лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ «МИСиС», аспирант Анастасия Якушева. Добавление максенов позволяет, с одной стороны, легко настраивать выравнивание уровней энергии на границе перовскит / фуллерены, а с другой - контролировать концентрацию дефектов в структуре ячейки, что, в свою очередь, улучшает сбор фототока».

«Использование двумерных материалов, таких как MXenes, для настройки свойств солнечных элементов, обладает универсальными свойствами и может применяться в перовскитных солнечных элементах различной архитектуры. Дальнейшее развитие технологии подразумевает ее использование при изготовлении крупномасштабных прототипов перовскитных модулей, таких как устройств BIPV, а также накопителей энергии для внутреннего освещения», - подчеркнул руководитель проекта, профессор НИТУ «МИСиС» и Римского университета Тор Вергата Альдо ди Карло.

Предлагаемый разработчиками подход может быть легко масштабирован до формата модулей и панелей большой площади, поскольку легирование перовскитов MXenes (максенами) не меняет технологию их производства, осуществляется только на первичном этапе приготовления растворов и не влияет на окончательную архитектуру модуля.

 

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105771

 

Источник: НИТУ «МИСиС»

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

YouTube

Портативный кондиционер для ощущения постоянной прохлады

Обновлено: 13.09.2020
 1062
Электронно-микроскопическое изображение плотно упакованных клеток водорослей, продуцирующих водород. Масштабная линейка - 10 мкм. Предоставлено: Prof Xin Huang, Harbin Institute of Technology

Микробные реакторы из водорослей производят водород через фотосинтез

Обновлено: 12.10.2021
 581
Угольная электростанция DRAX в Йоркшире на севере Англии. Reddit

Действия Великобритании в условиях энергетического кризиса

Обновлено: 28.09.2021
 423

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

    Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

    Обновлено: 26.07.2022  636
    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  640
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  606

    Популярные категории

    • Ядерная энергетика6
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Альтернативная энергия57
    • Энергоэффективность и энергосбережение44
    • Системы отопления и охлаждения55

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.