https://ri.ria.ru/20241028/nauka-1980073680.html
В России создали безметалловые красители для цветных солнечных батарей
В России создали безметалловые красители для цветных солнечных батарей - Российские Инновации РИА Новости, 28.10.2024
В России создали безметалловые красители для цветных солнечных батарей
Прототип солнечных батарей на основе новых безметалловых органических красителей создали и испытали ученые из России. По мнению авторов, разработку можно будет... Российские Инновации РИА Новости, 28.10.2024
2024-10-28T09:00
2024-10-28T09:00
2024-10-28T09:00
наука
наука
университетская наука
россия
российская академия наук
российский научный фонд
российские инновации
технологическое лидерство
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e8/0a/19/1980060577_0:406:960:946_1920x0_80_0_0_a734c27bf3ab14014dfcf494d3c160d0.jpg
МОСКВА, 28 окт — РИА Новости. Прототип солнечных батарей на основе новых безметалловых органических красителей создали и испытали ученые из России. По мнению авторов, разработку можно будет встраивать в крыши, окна и фасады зданий без ущерба для их архитектурного облика, сообщили РИА Новости в пресс-службе НИУ МИЭТ.Солнечные элементы были изготовлены с применением новых безметалловых органических красителей в качестве сенсибилизаторов — специальных добавок, усиливающих светочувствительность батарей.В широком смысле сенсибилизированные красителем солнечные элементы (СКСБ) это простые устройства, которые можно создать из недорогих материалов без применения дорогостоящего оборудования и технологий. Стоимость их производства вдвое ниже, чем кремниевых батарей. Обычно такие элементы состоят из двух электродов (один сделан из высокопористого насыщенного красителем диоксида титана, нанесенного на прозрачную электропроводящую подложку, второй — из тонкого слоя платины или углерода на такой же подложке) и йодсодержащего электролита.Сегодня разработка и производство СКСБ активно развивается за рубежом. Их встраивают в фасады зданий или используют в сельском хозяйстве, повышая эффективность использования земель на 60 процентов. Однако в России пока нет производства и масштабного использования сенсибилизированных красителем солнечных батарей.Чтобы решить эту проблему, коллектив ученых из Национального исследовательского университета "МИЭТ" (НИУ МИЭТ), Института органического синтеза (ИОС) УрО РАН и Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова (ИОНХ) РАН разработал новые безметалловые органические π-сопряженные красители и протестировал их в составе прототипов сенсибилизированных красителем солнечных батарей.Результаты исследования станут основой дальнейшей разработки новых солнечных батарей, которые можно интегрировать в конструктивные элементы зданий, например, в крышу, окна и фасад без ущерба для их архитектурного дизайна, сообщил руководитель лаборатории перспективных органических материалов ИОС УрО РАН Александр Степарук."Главный результат нашей работы в том, что удалось увеличить рабочую площадь солнечных батарей по сравнению с ранее созданными нами исследовательскими элементами в 100 раз до 36 см2 и при этом сохранить средний коэффициент пропускания на нормативном уровне в 35–40 процентов. Рабочее напряжение батареи составляет порядка полутора вольт, это неплохой результат. К сожалению, мы получили относительно невысокие значения плотности тока, но после оптимизации параметров элементов мы рассчитываем увеличить этот показатель", — рассказал он.Новые батареи отличаются от существующих кремниевых солнечных элементов такими преимуществами, как низкая стоимость производства, эффективность при слабом освещении и рассеянном свете, разнообразие цветовых решений, полупрозрачность и механическая прочность, перечислила научный сотрудник ИОНХ РАН Екатерина Текшина."На наш взгляд, именно совокупность этих факторов поможет солнечным батареям, сенсибилизированным красителем, найти применение при интеграции в архитектурные сооружения, несмотря на то, что их КПД ниже, чем у аналогов", — подчеркнула она.Разработку можно использовать для дальнейшего создания витражей, вырабатывающих электричество, сообщил руководитель лаборатории "Материалы и устройства активной фотоники" МИЭТ Петр Лазаренко."При этом получается двойной эффект. Такие панели защищают людей, которые находятся в здании, от внешнего шума и попутно генерируют электричество. В настоящий момент исследовательский коллектив может формировать элементы разного цвета (красного, зеленого, желтого или любого другого), что открывает перспективы их применения в декоре здания", — рассказал он.Ученые планируют продолжать работу по синтезу новых органических красителей и повысить эффективность работы создаваемых элементов в условиях искусственного освещения.Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда.
https://ria.ru/20241002/nauka-1975513535.html
https://ria.ru/20240822/nauka-1967543515.html
https://ria.ru/20240618/nauka-1953482960.html
россия
москва
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2024
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ri.ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e8/0a/19/1980060577_0:385:806:990_1920x0_80_0_0_36256b8def56a05dcb5107a605d34c4d.jpgРИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
наука, университетская наука, россия, российская академия наук, российский научный фонд, российские инновации, технологическое лидерство, национальный исследовательский университет «миэт», москва, свет
Наука, Наука, Университетская наука, Россия, Российская академия наук, Российский научный фонд, Российские инновации, Технологическое лидерство, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Москва, свет
МОСКВА, 28 окт — РИА Новости. Прототип солнечных батарей на основе новых безметалловых органических красителей создали и испытали ученые из России. По мнению авторов, разработку можно будет встраивать в крыши, окна и фасады зданий без ущерба для их архитектурного облика, сообщили РИА Новости в пресс-службе
НИУ МИЭТ.
Солнечные элементы были изготовлены с применением новых безметалловых органических красителей в качестве сенсибилизаторов — специальных добавок, усиливающих светочувствительность батарей.
В широком смысле сенсибилизированные красителем солнечные элементы (СКСБ) это простые устройства, которые можно создать из недорогих материалов без применения дорогостоящего оборудования и технологий. Стоимость их производства вдвое ниже, чем кремниевых батарей. Обычно такие элементы состоят из двух электродов (один сделан из высокопористого насыщенного красителем диоксида титана, нанесенного на прозрачную электропроводящую подложку, второй — из тонкого слоя платины или углерода на такой же подложке) и йодсодержащего электролита.
Сегодня разработка и производство СКСБ активно развивается за рубежом. Их встраивают в фасады зданий или используют в сельском хозяйстве, повышая эффективность использования земель на 60 процентов. Однако в России пока нет производства и масштабного использования сенсибилизированных красителем солнечных батарей.
Чтобы решить эту проблему, коллектив ученых из Национального исследовательского университета "МИЭТ" (НИУ МИЭТ), Института органического синтеза (ИОС) УрО РАН и Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова (ИОНХ) РАН разработал новые безметалловые органические π-сопряженные красители и протестировал их в составе прототипов сенсибилизированных красителем солнечных батарей.
Результаты исследования станут основой дальнейшей разработки новых солнечных батарей, которые можно интегрировать в конструктивные элементы зданий, например, в крышу, окна и фасад без ущерба для их архитектурного дизайна, сообщил руководитель лаборатории перспективных органических материалов ИОС УрО РАН Александр Степарук.
"Главный результат нашей работы в том, что удалось увеличить рабочую площадь солнечных батарей по сравнению с ранее созданными нами исследовательскими элементами в 100 раз до 36 см2 и при этом сохранить средний коэффициент пропускания на нормативном уровне в 35–40 процентов. Рабочее напряжение батареи составляет порядка полутора вольт, это неплохой результат. К сожалению, мы получили относительно невысокие значения плотности тока, но после оптимизации параметров элементов мы рассчитываем увеличить этот показатель", — рассказал он.
Новые батареи отличаются от существующих кремниевых солнечных элементов такими преимуществами, как низкая стоимость производства, эффективность при слабом освещении и рассеянном свете, разнообразие цветовых решений, полупрозрачность и механическая прочность, перечислила научный сотрудник ИОНХ РАН Екатерина Текшина.
"На наш взгляд, именно совокупность этих факторов поможет солнечным батареям, сенсибилизированным красителем, найти применение при интеграции в архитектурные сооружения, несмотря на то, что их КПД ниже, чем у аналогов", — подчеркнула она.
Разработку можно использовать для дальнейшего создания витражей, вырабатывающих электричество, сообщил руководитель лаборатории "Материалы и устройства активной фотоники" МИЭТ Петр Лазаренко.
"При этом получается двойной эффект. Такие панели защищают людей, которые находятся в здании, от внешнего шума и попутно генерируют электричество. В настоящий момент исследовательский коллектив может формировать элементы разного цвета (красного, зеленого, желтого или любого другого), что открывает перспективы их применения в декоре здания", — рассказал он.
Ученые планируют продолжать работу по синтезу новых органических красителей и повысить эффективность работы создаваемых элементов в условиях искусственного освещения.
Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда.