Китайские ученые нашли новый эффективный способ использования солнечной энергии
Ученые Китайской академии наук разработали новое поколение тандемных солнечных элементов, эффективность преобразования солнечной энергии в электрический ток которых составляет 29,71%. Об этом сообщает One.uz.
Это нововведение отличается не только высоким коэффициентом полезного действия, но и эффективно решает проблему деградации, которая считается одним из основных недостатков солнечных панелей. Технология, разработанная специалистами, позволяет максимально использовать световой спектр за счет комбинирования двух типов фотоэлементных слоев.
Предложенная инновационная конструкция обеспечивает взаимную совместимость двух фотоэлементов. Верхний слой устройства изготовлен из перовскитного материала, эффективно поглощающего высокоэнергетическую часть солнечного спектра.
Нижний слой основан на соединении меди, индия, галлия и селена и преобразует низкоэнергетический свет, прошедший через верхний слой, в электрическую энергию. Такая двухступенчатая система показывает значительно лучшие результаты по сравнению с традиционными однослойными панелями.
Инновационное решение проблемы деградации
До сих пор основным препятствием для широкомасштабного производства и внедрения перовскитных солнечных батарей была их низкая стабильность. Со временем в составе материала возникают дефекты, что снижает эффективность преобразования энергии и значительно сокращает срок службы элементов.
Это ограничивало возможность долгосрочного использования данной технологии. Китайские ученые разработали собственный подход для решения этой проблемы.
Во время формирования перовскитных кристаллов они добавляли в состав специальное органическое соединение на основе гуанидина. Эта добавка прочно связывается с ионами халидов, уменьшая количество структурных дефектов.
В результате материал становится устойчивым к воздействию солнечного света и внешней среды, что увеличивает срок службы устройства в несколько раз. Результаты испытаний и перспективы
Лабораторные испытания полностью подтвердили высокую эффективность предложенного подхода.
Перовскитный элемент верхнего слоя сам по себе показал эффективность 22,21%, а общий коэффициент полезного действия тандемной конструкции достиг почти 30%. Этот показатель значительно выше, чем у большинства солнечных панелей, currently available на рынке.
Кроме того, долгосрочные испытания на стабильность также дали ожидаемые результаты. После двух тысяч часов непрерывной работы солнечный элемент сохранил более 91% своей начальной мощности.
Хотя пока технология проходит испытания только в лабораторных условиях, ученые считают, что в ближайшем будущем она позволит на промышленном уровне производить высокоэффективные и долговечные солнечные батареи.
