Які переваги перовскітних квантових точок?
Дослідники знайшли спосіб поліпшити сонячні панелі за допомогою перовскітних квантових точок (PQD) — нанокристалів, які теоретично перетворюють світло на енергію майже зі 100-відсотковою ефективністю. Перовскітні квантові точки — це крихітні напівпровідникові кристали розміром у кілька нанометрів, що володіють унікальними світлопоглинаючими і світловипромінювальними властивостями. Їх можна застосовувати не тільки в сонячних панелях, а й у світлодіодах, фотодетекторах і навіть системах квантового зв’язку. Проте існувала одна проблема — швидка деградація під впливом світла, вологи і кисню.
Які нові методи були запропоновані?
Свіже дослідження, проведене експертами з Університету Седжон, узагальнює останні прориви в цій царині і пропонує вирішення проблеми нестабільності на етапі рекомбінації зарядів:
- Модифікація поверхні: Науковці навчилися замінювати довгі органічні молекули (ліганди) на поверхні нанокристалів на коротші та стійкіші частинки, що покращує їхню фотостабільність і провідність.
- Іонне легування: Додавання до складу нанокристалів таких елементів, як натрій, рубідій і мідь, значно підвищує їхню стійкість до високих температур і вологості.
- Інкапсуляція: Створення захисної “капсули” з полімерів, оксидів або метал-органічних каркасів дає змогу ізолювати нанокристали від агресивного зовнішнього середовища, значно подовжуючи їхній термін служби.
Які результати вже досягнуті?
Завдяки цим методам фахівцям уже вдалося створити сонячні комірки на основі перовскітних квантових точок з ефективністю понад 17%. Важливо зазначити, що навіть якщо сам матеріал — майже ідеальний перетворювач світла, внутрішня конвертація фотонів — лише один з етапів роботи сонячної панелі. Кінцевий ККД комірки залежить від низки чинників: втрати відбуваються на шляху від потрапляння сонячного світла на поверхню до виходу електричного струму з контактів.
Проте ця цифра — тільки початок. “Це більше не просто лабораторна дивина — ці комірки готові стати будівельними блоками для нової сонячної енергетики, передового освітлення, технологій пам’яті та квантового зв’язку, якщо вдасться остаточно подолати перешкоди, пов’язані зі стабільністю”, — заявив автор дослідження Наджаф Рубаб.
У майбутньому на нас чекають не тільки дешевші та ефективніші сонячні панелі, а й яскравіші та енергоефективніші світлодіоди, надчутливі датчики для камер, нові типи пам’яті та навіть захищеніші системи квантового зв’язку.
Раніше повідомлялося, що Київ встановить сонячні панелі на 830 будинках. Цей проект покликаний забезпечити резервне живлення для критично важливої інфраструктури на випадок блекаутів. Сонячними панелями планується обладнати сотні лікарень, шкіл, дитячих садків і житлових будинків.
