Проект приближает ученых к созданию нового поколения установок, имитирующих фотосинтез с помощью биологических материалов. Выводы исследования опубликованы в ACS Applied Materials and Interfaces.
«Мы можем получить более дешевые, экологически дружественные перовскитные солнечные технологии,- сказал профессор Шашанк Прия из Университета штата Пенсильвания. – В будущем они позволят заменить некоторые дорогие химикаты природными материалами».
Эффективность лучших современных установок достигает 22-23%. Ученые выяснили, что добавление бР к перовскитным батареям повышает КПД с 14,5% до 17%. Исследователи впервые продемонстрировали, что введение биоматериалов улучшает производительность. Дальнейшая работа может привести к еще более эффективным биоперовскитным материалам.
«Ранее, вводя белки в солнечные батареи, мы добивались КПД 8-9%,- сказал Прия, соведущий автор. – Но ни разу не приближались к 17%. Эти результаты имеют большое значение».
Электростанции состоят из сотен или тысяч элементов. Даже небольшие улучшения могут привести к серьезной экономии.
Вдохновленные природой, ученые решили модифицировать перовскитные батареи, использовав Фёрстеровский резонансный перенос энергии (ФРПЭ), механизм передачи импульса между парой фотосинтетических молекул.
«Процесс существует давно, — сказал соведущий автор, Ренугопалакришнан Венкатесан, профессор Северо-западного и Гарвардского университетов, Бостонской детской больницы. – Похоже, он является основой фотосинтеза и встречается в технологиях, вроде беспроводной передачи энергии. Мы использовали механизм для создания систем, потенциально превосходящих органические и неорганические молекулы».
Перовскиты и бР белки имеют схожие электрические свойства или запрещенные зоны. Ученые предположили, что, выравнивая их, смогут улучшить производительность батарей с помощью ФРПЭ.
Устройства генерируют пары электрон-дыра, поглощая фотоны. Отправляя частицы в разные стороны, они производят ток. Но некоторые пары воссоединяются, снижая эффективность. Введение бР частично решило эту проблему, создав основу для дизайна новых гибридных материалов.
Ранее сообщалось, что искусственный интеллект увеличил эффективность солнечных панелей без дополнительных вложений.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
