Materialer til solbatterier af ny generation er ved at blive skabt på SUSU

Alternative energikilder er et middel til rationel ressourcebesparelse. Udvikling af nanoteknologi er en vej mod sådanne alternative energikilder. For flere år, forskere ved South Ural State University har arbejdet på at skabe solcellebatterier fra organiske, lysfølsomt materiale. Sådanne batterier er ikke-toksiske og ville give store fordele i fremtidens alternativ energiteknik.

Som regel, solcellebatterier opfattes som paneler af fotovoltaiske omformere (fotoelementer). Forskere fra Nanotechnology REC og Det Kemiske Fakultet ved SUSU Institut for Naturvidenskab og Matematik arbejder på at skabe nye materialer til organisk solcelle.

"I løbet af de sidste 10 år, solceller blev den hurtigst udviklende gren af ​​alternativ energiteknik. Årlig gevinst af installeret solcellekapacitet inden for perioden fra 2000 til 2013 udgjorde inklusiv 40 procent. For eksempel, Tyskland er ikke det mest solrige land, men den besidder den største solcellekapacitet. Og i dag, solcelleteknologi forsyner 17 millioner mennesker med elektricitet, " bemærker forsker fra Nanotechnology REC, Oleg Bolshakov.

På grund af innovationer fra forskere fra hele verden, priserne på solcellebatterier er hastigt faldende. Derfor, vedvarende energikilder erstatter hurtigt traditionelle energibærere. I solcelleanlæg, omdannelse af solenergi til elektrisk energi udføres i fotovoltaiske omformere (PV-konvertere). Afhængigt af materialet, struktur og produktionsmetode, tre generationer af PV-konvertere skelnes normalt:"Fotovoltaiske elementer af den første generation betragtes som moden teknologi, der dominerer markedet. De er repræsenteret af to typer:mono- og polykrystallinsk silicium. Den anden generation, den såkaldte tyndfilm (generation), placerer en lavere position på markedet, selvom det viser højere hastighed for (kapacitets)forøgelse, "forklarer Oleg Bolshakov.

Tredje generation tilbyder et uhyre større udvalg af teknologiske løsninger baseret på nye materialer, instrumentering og begreber om lysomdannelse til elektricitet. En sådan variation betyder en bredere dynamik af tekniske målinger i fotovoltaik, hvilket er den største konkurrencefordel. Solcellebatterier af tredje generation vil sandsynligvis indvarsle banebrydende teknologier.

Chalcogenider til fejlfrie solbatterier

Tredje generations PV-omformere vil yderligere reducere omkostningerne ved PV-omformere, samtidig med at man undgår brugen af ​​dyre og giftige materialer til fordel for billige og genanvendelige polymerer og elektrolytter.

"En af de vigtigste fordele ved tredje generations batterier er deres hurtige genvinding sammenlignet med første og anden generation, " siger Oleg Igorevich. "F.eks. ifølge Energi- og miljøvidenskab tidsskrift, tilbagebetalingsperioden for PV -omformere af tredje generation tager måneder, der henviser til, at forbrugeromkostningsdækning for de første to generationer tager år. Men problemet er, at de eksisterende prøver af tredje generation af solceller er de mindst effektive. Vi planlægger i tilstrækkelig grad at ændre den nuværende situation på markedet og bringe organisk solcelle til forreste række af effektivitet og samtidig bevare deres fordele – fleksibilitet og lave omkostninger."

Forskere fra South Ural State University planlægger at nå den forbedrede effektivitet af PV -omformere gennem en unik metode til at introducere chalcogenider af højere orden (svovl, selen), hvilket vil indsnævre bredden af ​​det udelukkede område betydeligt (jo smallere det udelukkede område er, jo højere er muligheden for PV-konvertere til at generere energi under påvirkning af synligt lys).

Teamet fra Nanotechnology REC har mange års erfaring inden for omdannelse af chalcogen-nitrogen heterocykler. I øvrigt, forskere har til hensigt at forbedre ledningsevnen gennem ændring af molekylær organisation ved hjælp af metoder til organisk syntese.
"Fotokatalytiske processer er mærkeidentiteten for Nanotechnology REC. Der er oparbejdet megen erfaring inden for fotokatalyse. Ved at bruge den unikke metode til at syntetisere fotokatalysatorer lavet af titaniumperoxokomplekser, materialer, der massivt overstiger kommercielle analoger ved deres effektivitet, blev opnået. Derfor, vi planlægger at øge effektiviteten fra 12 til 20 procent. Dette er virkelig et gennembrud inden for alternativ kraftteknik, og vi har alt det nødvendige for at nå et sådant mål, " siger Aleksey Galushko.