Для сонячних панелей винайшли новий матеріал: зберігає 95% потужності після 400 год роботи
Фотоелемент витримав понад 400 годин впливу світла і 200 циклів у суворих температурних умовах. Він довів, що працює краще за кремнієві аналоги.
Австралійські вчені із Сіднейського університету встановили новий світовий стандарт для сонячних технологій на основі перовскіту, розробивши найефективніший і найбільший на сьогоднішній день тандемний фотоелемент на основі триперехідного перовскіту-перовскіту-кремнію, пише Nature Nanotechnology.
Дослідникам вдалося досягти ККД перетворення енергії в стаціонарному стані 23,3% на пристрої площею 16 кв. м. Це найвищий ККД, коли-небудь зареєстрований для пристрою такої площі. Вони також досягли ККД 27,06% на меншій площі, 1 кв. см, і встановили нові стандарти продуктивності та довговічності в плані термостабільності.
Розвиток інновацій у сонячній енергетиці
Потрійні сонячні елементи (TJPSC) складаються з трьох накладених один на одного напівпровідникових шарів з різною шириною забороненої зони. Кожен з них налаштований на поглинання певної частини сонячного спектра. Це підвищує ефективність перетворення енергії (КПЕ) і дає змогу перетворювати більше сонячного світла на електрику порівняно з традиційними кремнієвими елементами, які обмежені в діапазоні світла, яке вони поглинають.
Науковці об'єднали два шари перовскіту з кремнієвою основою для максимального спектрального покриття. Замість використання широко використовуваного метиламонію, сполуки, схильної до нестабільності, команда перейшла на рубідій (Rb). Цей лужний метал допоміг їм створити міцнішу кристалічну решітку перовскіту.
Для обробки поверхні нестабільний фторид літію замінили на хлорну сіль, що додатково підвищило стійкість комірки. Для з'єднання перовскітних переходів використовували нанорозмірні частинки золота, які оптимізували електропровідність і світлопропускання.
Тести сонячної панелі
За допомогою сучасної просвічувальної електронної мікроскопії вчені виявили, що золото не утворює суцільні плівки, як вважалося раніше, а існує у вигляді окремих наночастинок. Це допомогло їм точно налаштувати його застосування.
Покриття із золотих наночастинок збільшило потік електричного заряду і поглинання світла в сонячному елементі. У реальних умовах пристрій пройшов випробування на термоциклирование, витримавши 200 циклів екстремальних перепадів температур від -40 до 85 градусів Цельсія. Крім того, він зберіг 95% своєї ефективності після більш ніж 400 годин безперервного впливу світла. Таким чином, перовскіт показав, що здатний перевершити можливості кремнію за ефективністю, йдеться в матеріалі.
Раніше ми писали, що швейцарські годинники розплавлять за допомогою сонячної енергії. Швейцарська компанія Panatere нещодавно запустила перші у світі сонячні печі, які плавитимуть і перероблятимуть сталевий брухт, що використовується при виробництві розкішних швейцарських годинників.