47.11 Физико-химические технологии для энергетики

Отчет: 13 страниц, 3 рисунка. Ключевые слова: ПРИРОДОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ, СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА, ПЕРОВСКИТНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, СОЛНЕЧНО-ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА Объектами исследования являются: – Новые виды высокоэффективных солнечных элементов на основе перовскитных материалов и солнечно-водородные системы получения зеленого водорода Целями НИР являются: – разработка новых видов материалов и устройств с целью повышения энергоэффективности и создания фотовольтаических систем преобразования энергии, обладающих высокой эффективностью и стабильностью в условиях как высокой, так и низкой солнечной радиации и в пасмурную погоду. – разработка автономной солнечно-водородной системы получения зеленого водорода с использованием солнечного излучения в качестве источника энергии, вырабатываемой солнечными элементами на основе перовскитов. Методы исследования: Рентгеновская дифрактометрия, сканирующая и просвечивающая микроскопия, измерения фотовольтаических параметров фотопреобразователей, рентгеновская фотоэлектронная и ультрафиолетовая спектроскопия, диэлектрическая спектроскопия спектрофотометрия, ИК-спектроскопия, микроскопия, мониторинг работы солнечных элементов в естественных условиях на открытом воздухе. В процессе работы в 2024 году были получены следующие результаты: Разработана технология и получены новые виды высокоэффективных перовскитных солнечных элементов (ПСЭ), обладающих долговременной стабильностью и рекордной эффективностью (КПД = 25.6%) в условиях стандартного освещения AM1.5G (1000 Вт/м2). Установлено, что при низком уровне солнечного излучения в пасмурную погоду (10-100 Вт/м2) эффективность ПСЭ увеличивается до значений более 30%. Такое свойство разработанных ПСЭ имеет важное значение для возможности практического применения этого вида фотопреобразователей в условиях низкой инсоляции, которая характерна для средних и северных широт Российской Федерации. Созданы и исследованы тандемные солнечные элементы на основе сочетания перовоскитных и сенсибилизированных красителями СЭ с рекордной эффективностью преобразования солнечной энергии в электрическую с КПД более 30%. Разработана и создана высокоэффективная автономная система генерации “зеленого” водорода методом электролиза воды под действием энергии, вырабатываемой солнечными элементами (СЭ). Для повышения эффективности солнечно-водородной системы синтезированы и исследованы новые виды электродных материалов на основе нанопорошков высоко-энтропийных сплавов состава FeCoNiPtPd, обладающие высокой каталитической активностью. По результатам работ в 2024 года опубликовано 8 статей в реферируемых журналах.