Солнечные батареи увеличат эффективность работы

Professor Mike McGeehee and graduate student Colin Bailie use a microscope to examine silver nanowires on the solar cell.

 

До 50% увеличится отдача солнечных панелей при их доработке с применением минерала перовскит. Пока опытные образцы тестируются в лабораториях Стэндфорда.

Соавтор исследования, Майкл Макги, рассказывает: «Давно ведутся работы по получению более эффективных и менее дорогих солнечных панелей. Сейчас на рынке доминируют кремниевые солнечные панели, однако их эффективность застряла на отметке 25% и не менялась последние 15 лет [имеются в виду промышленные образцы, доступные покупателям – прим.перев.] Создание недорогих тандемов на базе таких панелей – желанная цель. Вы просто размещаете один фотоэлемент поверх другого, а в результате эффективность получается больше, чем у каждого из них по отдельности. С коммерческой точки зрения в качестве подложки логично использовать кремниевые фотоэлементы. А кандидата на верхнюю часть не было, пока не появился материал перовскит».

sun2

Колин Бэйли, один из авторов исследования, говорит: «Наша цель – донести идею до уже существующих кремниевых производств по всему миру. Для использования тандемных фотоэлементов не требуются миллиардные вложения в новые технологии. Достаточно сделать кремниевый модуль и нанести сверху слой перовскита, что не потребует особых затрат»

Инновация, которой удалось добиться учёным, заключается в технологии производства полупрозрачного перовскита. Этот слой поглощает только высокоэнергетические фотоны из видимого спектра, пропуская остальные, тогда как кремниевая подложка работает в основном за счёт низкоэнергетических фотонов и инфракрасного спектра.

Нанеся этим способом перовскит, обладающий эффективностью преобразования в 12.7% на слой недорогой кремниевой панели с эффективностью 11.4%, они получили панель эффективностью 17%. В планах учёных – добиться получения тандемной панели с эффективностью 25%, равной текущим топовым панелям, но с гораздо меньшей стоимостью производства. А в перспективе, лет через 10, добиться эффективности панелей в 30%.

sun3

Перовскит – редкий минерал, обнаруженный в уральских горах немецким геологом Густавом Розе и названный им в честь русского государственного деятеля графа Л. А. Перовского, который был коллекционером минералов. Кристаллический минерал прост и недорог при изготовлении в лаборатории. В 2009 году были получены первые образцы перовскитов, которые обладали фотоэлектрическим эффектом, а в данный момент из этих кристаллов получают фотоэлементы с эффективностью до 20%.