Платим блогерам
Блоги
Fantoci
Благодаря улучшенному коэффициенту преобразования энергии новые батареи могут дать толчок развитию всей индустрии солнечных батарей.

Несколько научно-исследовательских групп разработали солнечные элементы, которые преодолели долгожданный рубеж в 30% эффективности. В двух научных статьях, опубликованных в четверг, ученые описывают процессы, с помощью которых они разработали гибридные солнечные батареи на основе перовскита и кремния с повышенным напряжением без нагрузки, что позволило повысить коэффициент преобразования энергии, который может дать толчок развитию индустрии солнечных батарей.

реклама

Проще говоря, эффективность солнечной батареи показывает, сколько солнечного света она может преобразовать в электричество. Если конкретный солнечный элемент имеет коэффициент полезного действия 25%, четверть всего солнечного света, попадающего на элемент, превращается в полезную электроэнергию. Большинство имеющихся в продаже солнечных элементов (те, которые составляют панели на крыше вашего дома или на парковке вашего местного университета) обладают максимальной эффективностью 24,5%. Для сравнения, экспериментальные элементы максимально достигали лишь 27%. В связи с этим учёные давно ставили перед собой задачу создать элемент, который мог бы достигать 30% и более, и, наконец, им это удалось. 

В статье, опубликованной в журнале Science, исследователи из Германии пишут, что новая версия перовскит-кремниевого солнечного элемента может похвастаться эффективностью 32,5%. Для этого был выбран трехгалоидный перовскит с полосой пропускания 1,68 электрон-вольт, который был модифицирован с помощью йодида пиперазиния для увеличения извлечения заряда. Благодаря улучшенному выравниванию полос пропускания в батарее исследователи уменьшили потери из-за нерадиационной рекомбинации, обычно связанной с релаксацией носителей заряда. Преодолев это существенное препятствие на пути к повышению эффективности, исследователи измерили напряжение без нагрузки в 2,0 вольта в гибридной батарее, что в итоге позволило получить эффективность преобразования энергии 32,5% на активной площади более 1 см2

Сеть солнечных батарей.

Другая группа ученых из Швейцарии, Бельгии и Австралии добилась аналогичных результатов со своей версией гибридного солнечного элемента из перовскита и кремния. Как и в первой группе, йодид пиперазиния позволил команде отрегулировать выравнивание полос пропускания для обеспечения напряжения без нагрузки в 2,0 вольта. Активная площадь 1,17 квадратных сантиметра обеспечивает эффективность 31,25%. 

Это не единственные группы, которые преодолели отметку в 30% эффективности, и они не являются группами с самыми высокими коэффициентами преобразования энергии. В мае группа инженеров из Саудовской Аравии объявила, что они достигли коэффициента полезного действия 33,7%, используя свои собственные гибридные элементы из перовскита и кремния. Хотя их работа еще не опубликована ни в одном крупном научном журнале, в начале этого года Европейская установка для испытаний солнечной энергии (ESTI) сертифицировала их результаты. LONGi, китайский производитель солнечных элементов, также сообщил в прошлом месяце, что достиг коэффициента полезного действия 33,5%. 

Теперь цель состоит в том, чтобы начать массовое производство новых солнечных панелей для потребителей. На данный момент солнечные элементы шириной в сантиметр отлично работают в лаборатории, но коммерческие элементы намного больше — обычно около 15 квадратных сантиметров. Кроме того, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы определить, смогут ли эти элементы выдержать различные погодные условия.

Источник: science.org
1
Показать комментарии (1)

Популярные новости

Сейчас обсуждают