Новый материал для солнечных батарей, способный выдержать длительное облучение жесткой радиацией создали и экспериментально испытали российские физики в составе международного научного коллектива, в который входят и исследователи ФИЦ ПХФ и МХ РАН. Сообщение о разработке опубликовано в Materials Today Energy.

Во всем мире растет интерес к применению в реальной энергетике солнечных элементов на основе перовскитов (ПСБ). Эффективность батарей на их основе уже превысила порог в 26%, объяснил заведующий кафедрой электрофизики Уральского федерального университета Иван Жидков. Однако они имеют серьезный недостаток — они разрушаются под действием радиации (космических излучений, солнечного света и так далее).

«Мы решили эту проблему частично заменив Pb²⁺ в сложных галогенидах на Ca²⁺, Sr²⁺ и Ba²⁺. Замещение свинца было от 1 до 10 процентов, так как полная замена катионами щелочноземельными металлами приводит к тому, что материал становится практически не пригодным к использованию в качестве поглотителя света в фотоэлектрических устройствах», — рассказал заведующий комплексом лабораторий функциональных органических и гибридных материалов ФИЦ ПХФ и МХ РАН Павел Трошин.

По его словам, модификация перовскитов путем замены 1% положительно заряженных ионов свинца катионами щелочноземельных металлов привела к улучшению фотостабильности и радиационной стойкости материала.

«Полученные материалы были подвергнуты облучению гамма-лучами и электронными пучками. Лучшие из разработанных образцов смогли успешно перенести высокие дозы гамма-лучей (5,5 миллионов грей) и потоки электронов (30 квадриллионов на квадратный сантиметр). Такие дозы, например, получит космический корабль за 15 лет полета», — сообщил Иван Жидков.

В создании нового материала для солнечных батарей на основе полностью неорганического искусственного перовскита принимали участие специалисты из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН в Черноголовке, Физико-технического института УрФУ (Екатеринбург), Института физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения РАН (Екатеринбург), Университета Теннесси (США) и Научно-исследовательского института HIT в Чжэнчжоу (Китайская Народная Республика).

Работа выполнена при поддержке грантов РНФ (22-61-00047 и 22-13-00463).

Источник: РИА НОВОСТИ