Сонячні панелі будуть кращими і дешевшими: вчені придумали, як усунути головні недоліки
Інженери виявили, що викликає деградацію панелей, і речовину, яка її зупиняє.
Вчені змогли підвищити ефективність і довговічність сонячних елементів на основі перовскіту, зменшивши ступінь їхньої деградації. Вони опублікували своє дослідження в журналі Energy and Environmental Science, передає сайт SciTechDaily.
Міжнародна група інженерів під керівництвом Університету Суррея у співпраці з Імперським коледжем Лондона виготовила сонячні елементи на основі свинцево-олов'яного перовскіту, які досягають ефективності перетворення енергії (PCE) понад 23% — це кількість сонячного світла, що перетворюється на корисну електроенергію. Це один із найкращих показників для такого матеріалу. Важливо також те, що нова технологія збільшила термін служби на 66%.
Зараз на дахах багатьох будинків встановлені кремнієві сонячні панелі, але на ринку вже з'являються так звані тандемні панелі, які об'єднують кремній і перовскіт. Поєднання цих матеріалів підвищує ефективність, оскільки вони поглинають різний спектр світла.
Очікується, що наступним великим кроком у розвитку технології стануть панелі, повністю виготовлені з поліпшеного перовскіту. Але поки що перовскітні елементи, особливо свинцево-олов'яні, мають досить слабкі показники перетворення енергії. Вченим же виявили приховані механізми, які спричиняють втрату ефективності та стабільності. Ці знання дали змогу визначити стратегію для усунення недоліків.
Фізики ввели йод-відновлювальну речовину для пригнічення хімічних реакцій, які спричиняють деградацію елементів з плином часу. Цей підхід не тільки збільшив ефективність свинцево-олов'яних сонячних елементів, а й подовжив їхній термін служби, зробивши їх більш практичними та економічно ефективними для довгострокового використання.
"Досягнення є важливим кроком на шляху до високоефективних, довговічних сонячних панелей, які нададуть більшій кількості людей доступ до доступної чистої енергії, водночас знижуючи залежність від викопного палива і глобальних викидів вуглецю", — заявив аспірант Хашині Перера, головний автор дослідження.
Його співавтор, доктор Імалка Джаявардена, додав, що поліпшення перовскітних елементів наближає людство до виробництва дешевших і надійніших сонячних панелей. Команда вже працює над удосконаленням матеріалів, процесів та архітектури пристроїв. Університет Суррея вже будує сонячну ферму потужністю 12,5 МВт, щоб протестувати свої модулі.
Раніше писали, що вчені зробили перовскітні сонячні панелі з рекордною ефективністю 25,24%. Вони використовували для обробки елементів молекулярний пасиватор на основі π-сполучених терпіридинових молекул Льюїса.