Команда российских ученых-физиков из Черноголовки и Екатеринбурга продолжает работу над усовершенствованием фото- и радиационной стабильности перовскитных солнечных панелей – экономически выгодного аналога кремниевых батарей, которые используются на космических спутниках и МКС. Ученые рассчитывают, что Россия станет одной из первых стран, которая выведет в космос перовскитные солнечные панели: в NASA были созданы аналогичные ячейки, но немного по другой технологии и с другими показателями. Сейчас их испытание проходит на МКС. Также пилотные проекты, посвященные использованию перовскита для строительства солнечных космических панелей, ведут Китай и Япония. Россия планирует запустить в космос первые спутники с перовскитными панелями в 2026 году.
Сейчас ученые занимались решением задачи по уменьшению скорости деградации панелей под воздействием фотонов – то есть повышением их фотостабильности. Цели удалось достичь с помощью добавления европия, который позволил повысить работоспособность ячеек по таким параметрам, как свет, гамма-излучение и электроны. В результате показатели по фото- и радиационной стабильности увеличились в 1,5-2 раза.
При экспериментальных измерениях ученые провели хорошо проверенные расчеты SRIM и SCAPS для энергий протонов 0,15, 3,0 и 18 МэВ. Эти данные подтвердили предыдущие результаты исследований гамма- и электронной стабильности, которые показывают, что перовскит FAPbI3 имеет большой потенциал для использования в космосе.
Как отмечают физики, прослужить такие батареи могут от трех до десяти лет, к тому же они дешевле и проще в изготовлении, а также имеют более высокую радиационную стабильность по сравнению с кремниевыми. Кроме того, перовскитные солнечные панели примерно в шесть раз эффективнее кремниевых: на один грамм веса они производят до 20 Вт энергии, а кремниевые – только 3 Вт/г.
Проект ведут ученые из ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН, Уральского федерального университета, Института физики металлов УрО РАН, Харбинского технологического института. Работа поддерживается Российским научным фондом. Описание новых солнечных ячеек и результаты их испытаний ученые опубликовали в Journal of Materials Chemistry A.
Источник: Научная Россия
распечатать статью
