Российские ученые вместе с коллегами из Ирака и Саудовской Аравии создали новый электрод, который повысил эффективность сенсибилизированных красителем солнечных панелей на 42 %. Разработка состоит из относительно недорогих материалов — селена и вольфрама. Благодаря этому она может стать альтернативой более дорогостоящим платиновым аналогам. Об этом сообщили в пресс-службе Уральского федерального университета.
«Электрод является важным компонентом солнечных панелей, сенсибилизированных красителем. Он отвечает за передачу электроэнергии между различными компонентами устройства. Наш электрод обладает улучшенными электрохимическими и электрокаталитическими свойствами, что позволило повысить эффективность солнечной панели на 42 % — с 5,78 % до 8,19 %. Важно отметить, что наш электрод превзошел по характеристикам платиновый аналог, эффективность которого в лабораторных условиях составила 7,66 %», — рассказал соавтор исследования и научный сотрудник кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ Абхинав Кумар.
Сенсибилизированные красителем солнечные панели —это фотоэлектрические устройства, в которых используют органические красители для преобразования солнечного света в электричество. В отличие от кремниевых солнечных установок эти устройства имеют простую конструкцию и относительно невысокую цену. Однако их коэффициент полезного действия (КПД) меньше, чем у кремниевых аналогов — и это уже препятствие для их коммерческого внедрения.
«В реальных условиях КПД кремниевых солнечных панелей составляет 15–20 %. Это больше, чем у сенсибилизированных красителем солнечных панелей. Однако наличие дорогостоящих материалов в кремниевых устройствах, таких как платина, значительно повышает стоимость всей установки. Чтобы снизить себестоимость производства и приблизить коммерческое внедрение солнечных панелей, мы работаем над модификацией солнечных элементов и изменением состава компонентов на более эффективные и недорогие», — отметил Абхинав Кумар.
Ученые создали новый электрод из биметаллического соединения, состоящего из вольфрама и селена. Чтобы улучшить его свойства, физики добавили ионы цинка.
«Легирование ионов цинка в состав селенида вольфрама позволило изменить структуру вещества, улучшить его электронные и электрохимические свойства, а также снизить себестоимость самого электрода. Мы надеемся, что наша дальнейшая работа поможет подобрать оптимальный состав материала для дальнейшего повышения энергоэффективности сенсибилизированных красителем солнечных панелей», — пояснил Абхинав Кумар.
Исследование выполнено совместно с Технологическим университетом Ирака, а также Университетами принца Саттама бин Абдель Азиза и короля Халида (Саудовская Аравия), Инженерно-техническим колледжем, Университетом Аль-Айена, Исламским университетом, Университетом Имама Джафара Аль-Садика (Ирак). Подробную информацию об исследовании и новом электроде опубликовали в журнале Material Science in Semiconductor Processing.
.jpg)
