Ученые разработали революционную технологию производства солнечных батарей с беспрецедентной эффективностью преобразования света. Узнайте, каким образом новые материалы способны изменить рынок экологически чистой энергии — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
Автор Hi-Tech Mail
Эффективность традиционных кремниевых солнечных элементов значительно выросла за последние десять лет — с примерно 15% в 2015 году до около 25% в 2025 году. Однако ученые продолжают искать пути увеличения производительности и исследуют новые материалы и подходы, пишет Tech Xplore.
Китайские эксперты нашли способ преодолеть проблему контроля толщины и ориентации молекулярных слоев (самоорганизующихся монослоев, SAM), используемых ранее в экспериментальных конструкциях кремний-перовскитовых солнечных батарей. Они создали новую технологию нанесения высококачественного слоя перовскита на прозрачное оксидное покрытие, которое обеспечивает отличное светопропускание и эффективное отделение зарядов. Благодаря этому удалось разработать новый гибридный кремний-перовскитовый элемент, достигший рекордной эффективности преобразования энергии — 34,58%. Данный показатель подтвержден результатами лабораторных исследований.
Особенностью разработанного подхода стало создание материала HTL201, характеризующегося низким уровнем паразитного поглощения света и быстрой экстракцией электронов. За счет этого образующийся слой отличается повышенной плотностью и однородностью, что обеспечивает надежное сцепление с верхним слоем перовскита.
Испытанный образец продемонстрировал выдающиеся показатели при стандартных уровнях освещенности. Материалы на основе перовскита, включая разработанный китайской командой, демонстрируют отличные свойства поглощения солнечного света, превосходя кремний в области синего и зеленого спектра. Помимо этого, их производство характеризуется сравнительно невысокой стоимостью.
Перед промышленным внедрением разработки предстоит решить ряд вопросов. Пока процесс применялся лишь в лаборатории, без учета воздействия внешних факторов вроде высокой влажности и температуры воздуха. Высокая температура негативно влияет на производительность классических кремниевых устройств. Аналогичная проблема остается актуальной для перспективных технологий. При этом авторы исследования уверены, что дальнейшие улучшения структуры позволят сделать солнечные батареи доступнее и повысить интерес к использованию чистой энергетики.
Ранее Hi-Tech Mail рассказал про первое в мире гибридное грузовое судно на солнечных батареях.
