Inventory number IRN Number of state registration
0324РК00803 AP19576154-KC-24 0123РК00179
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 1 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 1
Patents Amount of funding Code of the program
0 24995903.85 AP19576154
Name of work
Повышение стабильности солнечных элементов на основе перовскита для применения внутри помещений с помощью разработки материалов и устройств
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental НГ АННИ
0
2
2
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) Нет
Full name of the service recipient
Nazarbayev University
Abbreviated name of the service recipient NU
Abstract

В 2024 г. объектами исследования являются фотовольтаики внутри помещений, перовскиты, эффективность преобразования энергии, искусственные источники света, солнечные батареи, стабильность и срок службы.

2024 жылы ғылыми-зерттеу салаларына бөлмелік фотовольтаика, перовскиттер, энергияны түрлендіру тиімділігі, жасанды жарық көздері, күн элементтері, тұрақтылық және қызмет ету мерзімі кіреді.

Целью проекта является повышение стабильности и срока службы Перовскитных Солнечных Элементов (ПСЭ) для использования внутри помещений с помощью разработки материалов и устройств.

Жобаның мақсаты - материалдар мен құрылғыларды әзірлеу арқылы бөлме ішінде пайдалануға арналған Перовскит Күн элементтерінің (ПКЭ) тұрақтылығы мен қызмет ету мерзімін жақсарту.

Выращивание материала и изготовление устройств; Характеристика и оценка & измерение микросхем с помощью обработки кислородной плазмой, измерение вольт-амперной характеристики (ВАХ), измерения спектров поглощения, характеристика фотолюминесценции (ФЛ), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), атомно-силовая микроскопия (АСМ) с проводящим зондом.

Материалдарды өсіру және өндірістік құрылғылар; Микротізбектерді сипаттау & бағалау және өлшеу: оттегі плазмасын өңдеу, ток-кернеу сипаттамасын (ТКС) өлшеу, жұтылу спектрін өлшеу, фотолюминесценция (ФЛ) сипаттамасы, сканерлеуші ​​электронды микроскопия (СЭМ), өткізгіш зондпен атомдық күш микроскопиясының (АКМ) көмегімен жүргізіледі.

Наша исследовательская группа достигла значительных успехов в разработке стабильных солнечных элементов на основе перовскита, оптимизированных для применения как в помещениях, так и на открытом воздухе. Мы успешно создали композиции 1D/3D перовскита, обеспечив улучшенную эффективность преобразования энергии и долгосрочную стабильность. Одним из ключевых новшеств является наша передовая инженерия структуры материала, которая минимизировала дефекты и улучшила транспорт зарядов в устройстве. Более того, внедрение эффективных межфазных слоев между активным перовскитным слоем и слоями транспорта зарядов значительно снизило потери рекомбинации, что привело к более эффективному сбору и преобразованию энергии в условиях слабого освещения как в помещениях, так и на открытом воздухе. Наше систематическое исследование свойств транспорта носителей и оптимизация межфазной инженерии позволили разработать эффективные методы для повышения производительности и стабильности солнечных элементов на основе перовскита для применения как в помещениях, так и на улице.

Біздің зерттеу тобымыз перовскит негізіндегі тұрақты күн элементтерін дамытуда елеулі жетістіктерге жетті, оларды ішкі және сыртқы қолдануға оңтайландырдық. Біз 1D/3D перовскит композицияларын сәтті әзірледік, бұл энергияны түрлендіру тиімділігін және ұзақ мерзімді тұрақтылықты арттырды. Негізгі инновациялардың бірі — материалдың құрылымын жетілдіру, ол ақауларды азайтып, құрылғы ішіндегі заряд тасымалдауды жақсартты. Сонымен қатар, перовскит белсенді қабаты мен заряд тасымалдаушы қабаттар арасындағы тиімді интерфейстік қабаттарды енгізу рекомбинация шығындарын айтарлықтай азайтты, бұл төмен жарық деңгейінде, ішкі және сыртқы жағдайларда энергияны жинау мен түрлендіруді тиімдірек етті. Тасымалдаушылардың тасымалдау қасиеттерін және интерфейстік инженерияны оңтайландыру бойынша жүргізілген жүйелі зерттеу перовскит негізіндегі күн элементтерінің өнімділігі мен тұрақтылығын арттыруға арналған тиімді әдістерді әзірлеуге мүмкіндік берді, оларды ішкі және сыртқы қолдану үшін жарамды етті.

Основные конструктивные особенности наших солнечных элементов на основе перовскита включают многослойную структуру, в которой используются инженерно разработанные 1D/3D перовскитные материалы, оптимизированные интерфейсовые слои для улучшения извлечения зарядов и многофункциональное оболочковое покрытие для повышения стабильности. Эффективность преобразования энергии превышает 15% при стандартных условиях освещения в помещении, а рабочая стабильность сохраняет более 90% начальной эффективности после 1000 часов непрерывной работы. Экономически наш подход использует экономически эффективные методы производства и масштабируемые материалы на основе раствора, что делает его высоко конкурентоспособным для широкого применения в области фотовольтаики нового поколения.

Біздің перовскит негізіндегі күн элементтерінің негізгі конструктивтік ерекшеліктері инженерлік 1D/3D перовскит материалдарын қолданатын көпқабатты құрылымды, зарядтарды алу үшін оңтайландырылған интерфейс қабаттарын және тұрақтылықты арттыру үшін көпфункционалды қаптаманы қамтиды. Күн элементтерінің энергия түрлендіру тиімділігі стандартты ішкі жарықтандыру жағдайында 15%-тен асса, жұмыс істегеннен кейін 1000 сағат ішінде бастапқы тиімділіктің 90%-дан астамын сақтайды. Экономикалық тұрғыдан алғанда, біздің тәсіліміз шешім негізінде құрастыратын экономикалық тиімді өндіріс әдістері мен ауқымды материалдарды қолданады, бұл оны жаңа буындағы фотоэлектрлік технологиялар саласында кеңінен қолдануға өте бәсекеге қабілетті етеді.

Наши исследования достигли стадии разработки прототипа, при этом устройства на лабораторном уровне демонстрируют стабильную работу и стабильность перовскитных солнечных элементов. Мы успешно внедрили наши инновации в функциональные прототипы, подходящие для использования в помещениях, такие как датчики Интернета вещей (IoT). В настоящее время проводятся дальнейшие работы по масштабированию процесса производства и интеграции этих устройств в реальные приложения.

Біздің зерттеулеріміз прототиптерді әзірлеу кезеңіне жетті, зертхана деңгейінде құрылғылар перовскит негізіндегі күн энергиясын өндіру элементтерінің тұрақты жұмысын және тұрақтылығын көрсетті. Біз өзіміздің инновацияларды бөлмедегі орталарға, мысалы, IoT датчиктеріне арналған функционалды прототиптерде сәтті жүзеге асырдық. Қазіргі уақытта өндіріс процесін масштабтау және осы құрылғыларды нақты қолданбаларға енгізу бойынша қосымша жұмыстар жүргізілуде.

Эффективность наших солнечных элементов на основе перовскита высока как при освещении внутри помещений, так и на открытом воздухе, при этом оптимизированные устройства достигают коэффициента преобразования энергии более 15%. Эта эффективность превосходит многие существующие технологии солнечных элементов для помещений, что делает нашу продукцию лидирующим кандидатом для сбора и преобразования энергии в условиях низкой освещенности. Кроме того, использование передовых методов инженерии интерфейсов и инкапсуляции привело к значительным улучшениям в сроке службы устройств, с минимальным снижением эффективности в течение длительных периодов эксплуатации.

Біздің перовскит негізіндегі күн элементтерінің тиімділігі ішкі және сыртқы жарықта жоғары, оңтайландырылған құрылғылар 15%-дан астам қуат түрлендіру тиімділігіне жетеді. Бұл тиімділік көптеген қазіргі ішкі фотогальваникалық технологияларды артта қалдырады, сондықтан біздің өнімдеріміз төмен жарық жағдайларында энергияны жинау мен түрлендіру үшін жетекші кандидат болып табылады. Сонымен қатар, интерфейстерді әзірлеу және инкапсуляция әдістерін қолдану құрылғылардың қызмет ету мерзімін айтарлықтай жақсартты, жұмыс уақытында тиімділіктің төмендеуі минималды болды.

Область применения наших перовскитных солнечных элементов обширна, особенно в области сбора энергии в помещениях. Потенциальные применения включают питание устройств умного дома, датчиков для Интернета вещей (IoT) и низкопотребляющих электронных устройств, используемых в коммерческих и жилых помещениях. Эта технология также подходит для интеграции в системы энергоэффективных зданий, способствуя развитию устойчивых и автономных внутренних сред. С дальнейшим развитием наши перовскитные солнечные элементы могут быть адаптированы для специализированных приложений в промышленных условиях с низким уровнем освещенности.

Біздің перовскит негізіндегі күн бэлементтерінің қолдану саласы кең, әсіресе ғимарат ішіндегі энергия жинау үшін кеңінен қолданылады. Потенциалды қолдануларға ақылды үй құрылғыларын, заттар интернеті (IoT) датчиктерін және коммерциялық және тұрғын үй орталарында қолданылатын төмен энергиялы электрондық құрылғыларды қуаттау жатады. Бұл технология сондай-ақ энергия үнемдейтін ғимарат жүйелеріне интеграциялау үшін қолайлы, бұл тұрақты және өздігінен энергия алатын ішкі орта қалыптастыруға үлес қосады. Қосымша дамыту арқылы біздің перовскитті күн элементтері төмен жарық жағдайларындағы өнеркәсіптік қосымшаларға бейімделе алады.

UDC indices
620.91
International classifier codes
45.39.00;
Key words in Russian
Фотовольтаики внутри помещений; Перовскиты; Эффективность Преобразования Энергии; Искусственные источники света; Солнечные батареи; Стабильность; Срок службы;
Key words in Kazakh
Бөлмелік фотовольтаика; Перовскиттер; Энергияны түрлендірудің тиімділігі; Жасанды жарықтандыру; Күн элементтері; Тұрақтылық; Қызмет ету мерзімі;
Head of the organization АДЕСИДА ИЛЕСАНМИ Phd / Professor
Head of work НГ АННИ PhD / Assistant Professor