HeadlinesBriefing favicon HeadlinesBriefing.com

Прорыв в подводных перовскитных солнечных элементах

Ars Technica •
×

В одном из эпизодов мультсериала Birdman от Hanna-Barbera одноименный герой изо всех сил пытается сразиться со злодеем доктором Шарком на борту подводной лодки без солнечной энергии для подзарядки своих сил. Так что Birdman наверняка оценил бы новые перовскитные солнечные элементы, разработанные командой под руководством Симинь Ма в Юньнаньском университете, поскольку они предназначены для работы под водой. Солнечные элементы, сделанные из перовскитов, а не из кремния, — это всегда история компромиссов. Их можно производить дешево, они могут принимать интересные формы (например, тонкие, гибкие, прозрачные пленки) и могут преобразовывать значительно больше поступающей солнечной энергии в электричество. Трудность в том, что они склонны довольно быстро деградировать.

Влага особенно разрушительна для перовскитов, что делает их, казалось бы, странным выбором для подводной солнечной панели. Но у этих материалов есть еще одна критическая суперспособность: их можно настроить на работу с различными длинами волн света. Вода быстро блокирует длины волн света, которые поглощают кремниевые солнечные панели, но тщательно спроектированный перовскитный элемент все еще может вырабатывать электричество в глубоком синем море. И на самом деле, более низкие уровни освещенности и более холодные температуры должны помочь ему жить дольше. Настройка перовскитов требует лишь изменения некоторых их химических свойств во время производства, поэтому получить что-то, что поглощает длины волн, присутствующие на глубине нескольких метров, не составило труда.

Настоящей задачей было сделать элементы долговечными. Команда нашла особенно эффективную добавку (полигексаметиленгуанидина гидрохлорид), которая помогла несколькими способами. Во-первых, она создала водоотталкивающий слой вокруг материала. Но часть соединения также взаимодействует с кристаллической решеткой перовскита, помогая формировать более крупные кристаллы и предотвращая перемещение ионов в структуре решетки. Добавка ограничивает некоторые распространенные способы разрушения перовскитов, а также улучшает выработку электроэнергии солнечным элементом.