Энергия солнца в новом формате

В течение проектной недели в Университетской гимназии МГУ, группа учеников 10 класса в рамках проекта по разработке солнечных батарей нового поколения создала свои первые образцы перовскитных солнечных ячеек.

Занятия с гимназистами проходят на базе лаборатории новых материалов для солнечной энергетики, открытой при содействии компании «ЕвроСибЭнерго» на факультете наук о материалах МГУ. За несколько месяцев работы ребята познакомились с теоретическими основами фотовольтаики и научились исследовать материалы различными методами, включая рентгенофазовый анализ, электронную микроскопию и оптическую спектроскопию. Старшеклассники активно пополняют копилку своих знаний по химии, физике и материаловедению, осваивают навыки работы с современным оборудованием и под руководством опытных наставников проводят научные эксперименты.

Программа для школьников составлена комплексно и сочетает в себе изучение специальной литературы, теоретическую подготовку по необходимым предметам, решение практических задач, экспериментальную работу в лаборатории и составление отчетов о проделанной работе. На данном этапе юные исследователи уже сами осуществляют необходимые расчеты для проведения экспериментов и пусть пока не очень уверенно, но с соблюдением всех норм техники безопасности совершают манипуляции с необходимым лабораторным оборудованием – электронными весами, дозаторами, ультрафиолетовой лампой, магнитной мешалкой, спинкоутером и другими.

В попытках получить наиболее эффективную перовскитную солнечную ячейку на итоговом занятии проектной недели были испытаны разные методы получения перовскитных пленок: одно- и двухстадийный метод, а также были синтезированы образцы перовскита разного состава. Одностадийный метод нанесения перовскитной пленки был опробован ребятами впервые, что придало участникам эксперимента дополнительный энтузиазм. Как было установлено, одностадийный метод позволяет получать более равномерные, сплошные и качественные пленки перовскита на подложке. После нанесения на перовскит слоя проводящего углеродного противоэлектрода у полученных образцов солнечных ячеек было измерено напряжение с освещением и без. Наилучший результат показали образцы с равномерно распределенным плотным слоем перовскита, которого удалось добиться одностадийным методом. Все измерения и соответствующие заключения были занесены в лабораторный журнал.

Подготовка к следующей проектной неделе будет проходить в течение ближайших месяцев. Начинающим исследователям и их педагогам предстоит пройти серьезный путь, чтобы выполнить полный цикл сборки стандартных перовскитных солнечных ячеек.

Для учащихся гимназии проект уникален еще и тем, что они имеют свободный доступ к новым идеям и гипотезам, получают самую актуальную информацию по своему научному профилю «из первых рук», а доброжелательная атмосфера научного сотрудничества помогает самым талантливым ребятам раскрыть свой потенциал и сделать реальный шаг навстречу большим открытиям.

Кураторами проекта выступают научные сотрудники Лаборатории новых материалов для солнечной энергетики, ведущие совместную работу с АО «ЕвроСибЭнерго» по усовершенствованию характеристик перовскитных элементов.

«Перовскитные солнечные ячейки в настоящий момент являются наиболее перспективным видом солнечных батарей, обладающим рядом преимуществ по сравнению с более распространёнными на сегодняшний день кремниевыми. Именно поэтому учёные во всем мире активно работают в направлении повышения эффективности и стабильности перовскитных солнечных ячеек на основе гибридных органо-неорганических перовскитов. В нашей лаборатории есть все условия для проведения необходимых экспериментов, сборки готовых ячеек и их тестирования. Ребята, выбравшие этот проект, очень ответственные и заинтересованные. Видно, что они стараются, и, конечно, это приводит к достойным результатам. Мы уже доверяем им самостоятельно проводить некоторые виды экспериментальных работ и будем поэтапно вовлекать их в дальнейшую исследовательскую деятельность», - сообщила Наталья Шлёнская, сотрудник лаборатории, аспирант факультета наук о материалах и руководитель группы учащихся.