Цикл лекций Недели науки в МГУ в рамках XI Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям для всех желающих – школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых, учителей и преподавателей. Запись лекции - ЗДЕСЬ....
Новая революция в солнечной энергетике – перовскитные батарейки. Наталья Николаевна Шленская, аспирант, Юлия Павловна Соколова, магистрант, Алексей Юрьевич Гришко, магистрант, Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова.
Ежедневно Солнце вырабатывает огромное количество энергии, вот только как ее использовать? Ученые по всему миру давно бьются над решением этой задачи, предлагая различные подходы и разрабатывая новые типы солнечных ячеек. Так, в 1991 году Михаэль Гретцель разработал сенсибилизированные красителем солнечные батареи. Это, в свою очередь, положило начало развитию перовскитных солнечных ячеек, о которых сейчас говорят не иначе, как о прорыве в области солнечной энергетики.
Разработанные Михаэлем Гретцелем солнечные ячейки были дешевыми, простыми в изготовлении и, что немаловажно, гибкими. Но они обладали весьма скромными показателями эффективности на уровне 3-8% и низкой стабильностью из-за наличия жидкого электролита и органического красителя в составе ячеек. Эти особенности не позволяли ячейкам Гретцеля конкурировать с существующими аналогами.
У исследователей ушло 18 лет на то, чтобы перейти от органического красителя к перовскиту состава CH3NH3PbI3, и еще 3 года, чтобы заменить жидкий электролит твердым органическим полупроводником. Новая ячейка обладала высокими показателями по эффективности и сразу увлекла умы исследователей. За этим последовал взрывной рост активности в этой области, и за 4 года удалось пройти путь от эффективности в 9.7% до 22.1%. Сам Михаэль Гретцель продолжает участвовать в развитии перовскитной фотовольтаики по всему миру, и наша научная группа ведет активное с ним сотрудничество.
Итак, что мы имеем в итоге? Все используемые в перовскитных солнечных ячейках соединения и основополагающие принципы работы были известны еще в 1991 году. Дело было за малым – нужно было объединить их в одном устройстве. У научного сообщества на это ушло 25 лет. Необходимо аккумулировать междисциплинарное знание, которое позволяет делать такие открытия и максимально эффективно передавать его новым поколениям.
В лекции сотрудников новой молодежной Лаборатории новых материалов для солнечной энергетики Факультета наук о материалах будут рассмотрены основные механизмы работы перовскитных солнечных ячеек, химические подходы к их получению и наиболее значимые вопросы, над решением которых работают ученые сегодня. (лекция будет прочитана в рамках популяризации результатов работ по проекту МОН РФ «Разработка технологии создания заменяемых наборных модулей батарей на основе гибридных перовскитов для распределенной солнечной энергетики», соглашение № 14.607.21.0147)
