Установлен новый рекорд эффективности для солнечных элементов - «Новости Электроники»
Группа ученых их Германии, Литвы, Великобритании и Словении добилась 29,15% эффективности преобразования энергии в солнечных панелях. Такой результат, являющийся новым мировым рекордом, достигнут с помощью тандемного фотоэлектрического элемента, состоящего из кристаллов кремния и перовскита. Впервые о новом рекорде было сообщено еще в начале этого года, однако посвященная исследованию научная работа опубликована только сейчас.
Ученые использовали специальным образом измененные кристаллы кремния и перовскита, чтобы добиться их качественного соединения друг с другом и с электродами. Инновационная структура солнечных батарей позволила не только с легкостью побить предыдущее максимальное значение эффективности для фотопанелей в 28%, но и сделала вполне достижимым знаковый показатель в 30%. Как заявляют исследователи, «первоначальные идеи для этого уже обсуждаются».
«Тандемные фотоэлектрические ячейки, в которых кремний сочетается с галогенидным перовскитом, являются многообещающим решением для преодоления существующего предела эффективности на уровне отдельного фотоэлемента, — пишут исследователи в своей статье, опубликованной в журнале Science. — Мы сообщаем о монолитной тандемной ячейке из перовскита и кремния, обладающей сертифицированной эффективностью преобразования солнечной энергии 29,15%».
Такой показатель был получен в ходе лабораторных тестов для фотоэлемента размером 1×1 см. То есть для практического применения разработки еще необходимо решить вопрос с масштабированием. Впрочем, ученые заявляют, что это не является проблемой.
Еще одна многообещающая особенность экспериментальной фотопанели состоит в том, что симуляция ее использования показывает возможность сохранения 95% от первоначальной эффективности после 300 часов работы.
Галогенидные перовскиты и кремний ранее изучались как самостоятельные материалы для фотоэлектрических батарей. Кремний применяется в солнечной энергетике уже давно, он лежит в основе подавляющего большинства всех выпускаемых и используемых сейчас солнечных панелей.
А перовскит — относительно новый для фотоэнергетики материал, который, по мнению ученых, в итоге может превзойти кремний. Многие исследователи активно работают над поиском решений, позволяющих создать на основе перовскита пригодные для практического применения фотопанели. Например, весной этого года австралийские исследователи сообщили об успешных испытаниях перовскитных солнечных батарей по стандартным для отрасли тестам.
Эксперименты также ведутся и по созданию комбинаций из различных материалов. В фотоэлементе, показавшем рекордную эффективность, тандем используется для расширения спектра излучения, преобразуемого в электроэнергию: кремний поглощает инфракрасный диапазон, а перовскит — видимый свет.
Благодаря низкой стоимости перовскитных соединений их добавление не увеличивает расходы на изготовление фотопанелей. А отсутствие повышения цены — важный фактор для быстрого и широкого распространения новой технологии.
Источник: helmholtz-berlin.de
И будьте в курсе первыми!
