Революция в солнечной энергетике: новые солнечные панели достигли 30% эффективности

Китайские ученые разработали новый метод управления кристаллизацией перовскитов и впервые вывели полностью перовскитные тандемные солнечные панели за критическую отметку в 30% эффективности. Теперь перовскитные солнечные панели могут конкурировать с традиционными кремниевыми солнечными панелями по уровню производства энергии, ведь они проще и дешевле в производстве. Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology, пишет Interesting Engineering.

Полностью перовскитные тандемные солнечные панели считаются одними из наиболее перспективных фотоэлектрических технологий, поскольку они могут более эффективно собирать солнечный свет, чем кремниевые солнечные панели. Кроме того, стоимость их производства ниже. Теперь китайские ученые достигли 30,3% эффективности для жестких перовскитных солнечных панелей и 28% — для гибких. Ученые говорят, что полностью перовскитные тандемные солнечные элементы могут совершить революцию в солнечной энергетике.

Асинхронная кристаллизация остается одной из самых больших проблем в перовскитных солнечных пленках. В процессе производства различные части пленок часто кристаллизуются с разной скоростью, создавая структурные дефекты и несоответствия в составе, что снижает их эффективность и стабильность.

Для решения этой проблемы ученые ввели тщательно отобранные добавки как в широкозонные, так и в узкозонные перовскитные слои для синхронизации процесса зарождения и роста кристаллов.. Анализ показал, что этот метод способствует однородному росту кристаллов и предотвращает перераспределение галогенидов. Это обычно приводит к дефектам и накоплению напряжений внутри солнечных панелей.

Улучшения повысили общую производительность отдельных слоев перовскитных солнечных панелей. Эффективность широкозонных солнечных элементов на основе перовскита увеличилась с 18,5% до 20,1%, а узкозонных – с 21,6% до 23,3%.

Когда оба оптимизированных слоя перовскита объединили в одну конструкцию, жесткая тандемная солнечная панель достигла пиковой эффективности 30,3 % при напряжении холостого хода 2,16 В и коэффициенте заполнения 85,2%. Кроме того, гибкие тандемные солнечные панели также показали хорошие результаты. Они достигли эффективности в 28,2%.

Стабильность является одной из самых больших проблем перовскитных солнечных панелей. Это наиболее существенное препятствие для широкомасштабного их использования. Теперь же эксперименты показали, что жесткая тандемная солнечная панель на основе перовскита сохранила 92% своей первоначальной эффективности после 1000 часов работы на максимальной мощности. В то же время гибкие тандемные солнечные панели сохранили 95,2% своей первоначальной эффективности после 10 000 циклов изгиба.

Как уже писал Фокус, Китай выиграл от войны США с Ираном, ведь страна продала рекордное количество солнечных панелей.

Также Фокус писал о том, что ученые считают, что приближается момент, когда никто не сможет остановить вышедший из-под контроля искусственный интеллект.