Платим блогерам
Блоги
amv212
Новый тандемный солнечный элемент способен преобразовать 32,5 % падающего солнечного излучения в электрическую энергию.

Немецким инженерам из Берлинского центра имени Гельмгольца (HZB) удалось установить новый мировой рекорд  преобразовав 32,5 процента падающего солнечного излучения в электрическую энергию. Этот прорыв был зафиксирован на Европейской испытательной солнечной установке (European Solar Test Installation - ESTI) в Италии, сообщается в пресс-релизе университета.  

Конструкция тандемной фотоэлектрической ячейки из перовскита/кремния, побившего мировой рекорд. В центре пластины находится активная часть синеватого цвета, окруженная металлическим серебристым электродом. Johannes Beckeldah/Lea Cimmerman/Helmhollz Zentrum Berlin.

Поскольку спрос на возобновляемые источники энергии постоянно растет, ученые ищут способы повышения эффективности солнечных элементов. Такой подход позволит с одного и того же участка земли, используемого для выработки электричества, получать больше энергии. Ученые добились немалых успехов, используя в производстве солнечных батарей галогенидные перовскиты.

С другой стороны, перовскиты склонны к быстрому разрушению. Поэтому в настоящее время исследователи пытаются комбинировать их с другими материалами, тем самым увеличивая срок службы солнечных элементов. Такие солнечные элементы получили название тандемных. Новая технология весьма перспективна и может стать коммерчески жизнеспособной.

По данным Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США (Office of Energy Efficiency and Renewable Energy - EERE), использование перовскитов позволило повысить эффективность преобразования энергии в солнечных батареях с мизерных трех процентов в 2009 году до более чем 25 процентов к настоящему времени.

Новый мировой рекорд

Исследователи из Центра компетенции по фотоэлектрическим технологиям (PVComB) и лаборатории инноваций HySPRINT при HZB совместными усилиями разработали тандемный фотоэлемент, который побил мировой рекорд.

На иллюстрации показана схематическая структура тандемной фотоэлектрической  батареи с нижним элементом из кремния и верхним - из перовскита. В то время как верхний элемент "работает" с синим светом, нижний элемент преобразует красную и инфракрасную части спектра. Использование разных слоев помогает наиболее эффективно преобразовывать солнечный свет и минимизировать потери электричества. Johannes Beckeldah/Lea Cimmerman/Helmhollz Zentrum Berlin.

Исследование проводилось с использованием передового состава перовскита, который в сочетании с модифицированным интерфейсом помог снизить потери на рекомбинацию носителей заряда.  Эффект от такой модификации был тщательно изучен, а затем использован для создания тандемных солнечных элементов, в конструкцию которых по ходу эксперимента вносились дополнительные корректировки.

В результате всех оптимизаций удалось достичь 32,5-процентной эффективности преобразования энергии, что является мировым рекордом.

Серьезные успехи в изучении солнечной энергии

Несмотря на то, что этот рекорд является прорывом сам по себе, еще большим достижением является прогресс, достигнутый в исследованиях солнечных элементов за последние годы. Перовскитовые батареи позволили значительно повысить КПД солнечных батарей, однако научные институты по всему миру постоянно раздвигают границы возможного.

Только в конце 2021 года исследовательский центр имени Гельмгольца побил предыдущий мировой рекорд по эффективности преобразования энергии солнечной батареей, достигнув коэффициента преобразования в 29,8 процента. Летом 2022 года Федеральная политехническая школа Лозанны в Швейцарии преодолела 30-процентный рубеж, зафиксировав КПД на уровне 31,3%.

В сентябре этого года сотрудники Технологического университета Эйндховена представили свою инновационную разработку - конструкцию солнечной батареи из перовскита и кремния, также преодолевшую 30-процентный барьер.

Источники и ссылки: Helmholtz Zentrum Berlin, Journal Interesting Engineering.
1. (https://www.helmholtz-berlin.de/pubbin/news_seite?nid=24348&sprache=en)
2. (https://interestingengineering.com/innovation/tandem-solar-cells-sets-world-record)

+
Написать комментарий (0)

Популярные новости

Сейчас обсуждают