В США разработана дешевая солнечная батарея

До настоящего времени внедрение солнечных батарей было затруднено из-за их высокой стоимости, низкой эффективности и токсичности материалов, используемых при их изготовлении. Специалисты из Северо-западного университета в Иллинойсе (США) разработали новый тип солнечных батарей, который снимет эти ограничения на использование солнечной энергии. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Предыдущая разновидность удешевленных солнечных батарей, так называемая ячейка Гретцеля, имела существенные недостатки. Например, из-за своей текучести электролит, который применялся в ячейке Гретцеля, постепенно разъедал материал солнечной батареи, в результате чего их нельзя было использовать более 18 месяцев. Поэтому специалисты долгое время искали возможность усовершенствовать эту конструкцию, что и удалось американским ученым.

Ученые разработали твердый электролит на основе йодида олова и цезия, CsSnI3, что сделало его гораздо более устойчивым. «Мы получили новый тип цветосенсибилизированной солнечной батареи, который по своим показателям превзошел ячейку Гретцеля», -- пояснил химик Роберт Чэнг, один из разработчиков. Эффективность использования солнечного света у нового устройства примерно на 11% выше, чем у предыдущих моделей, а само оно гораздо долговечнее и безопаснее для окружающей среды.

В отличие от ячейки Гретцеля, где применялся лишь диоксид титана TiO2, полупроводник n-типа, в разработке американских ученых используются полупроводники сразу двух типов, ко второму из которых, p-типу, и относится вещество CsSnI3. Полупроводники разделены прослойкой чувствительного красителя, преобразующего энергию солнечного света в электричество.

Размер клеток, из которых построена новая батарея, составляет 5 на 5 миллиметров, толщина – 10 микрон. Материал ячеек построен из наночастиц размером 20 нанометров. Применяя новый материал, изготовленный из CsSnI3, специалисты надеются в дальнейшем разработать еще более совершенные солнечные батареи.