тэкно:///блог

Тандемная солнечная батарея «похоронит» кремниевые панели

Пн, 24 Октябрь 2016 | 10:17 |
perovskit_solnce_batareja

Фото: sciencedaily.com

Исследователи Стэнфордского и Оксфордского университетов объявили о том, что стоят на пороге создания более эффективного материала для солнечных батарей, чем классический кремний. Они разрабатывают тандемное устройство из перовскита на основе олова.

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 к настоящему времени такие фотоэлементы достигли эффективности в 20% при том, что максимальная эффективность кремниевых батарей никогда не превысит 25%.

«Полупроводники из перовскита — чрезвычайно перспективное направление, они позволят создать солнечные батареи с высокой производительностью и низкой стоимостью», — говорит одни из авторов исследования Майкл Макги, преподаватель материаловедения в Стэнфорде.

Новый фотоэлемент состоит из двух типов кристаллов перовскита, напечатанных на тонкой пленке. «Тандемные ячейки из перовскита после доработки достигнут 30-процентной эффективности, и это только начало», — подчеркивает представитель оскфордской группы разработчиков профессор Генри Снейт.

Предыдущий этап исследований доказал, нанесение слоя перовскитной пленки поверх стандартной кремниевой панели уже существенно повышает ее эффективность. Однако тандемное устройство, состоящее из двух типов ячеек, может сделать кремниевую основу и вовсе излишней, отмечает издание Science Daily.

«Для создания кремниевой солнечной батареи необходимо преобразовать кварц в кремниевые кристаллы посредством процесса, который требует температур свыше 3 тыс градусов по Фаренгейту (1,6 тыс градусов Цельсия), — отмечает ученый из Стэнфорда доктор Томас Лейтенс. — А ячейки перовскита можно формировать в лаборатории при температуре плавления олова в 232 градуса Цельсия, а затем наносить на пленку вообще при комнатной температуре».

Правда, еще год назад перовскитные ячейки имели один существенный недостаток: они могли поглощать и преобразовывать в электричество только солнечное излучение высокой энергии, а фотоны видимого спектра — нет. Для их использования и требовалась обычная кремниевая батарея, которая используется во всем мире.

Однако теперь все изменилось. Ученые смогли сформировать перовскитные кристаллы для поглощения низкоэнергетического излучения, что, собственно, и позволило создать тандемное устройство. Сотрудничество Стэнфорда и Оксфорда позволило разработать ячейку с уникальной комбинацией олова, цезия, йода и органических материалов.

«Мы разработали новый тип перовскита, который поглощает инфракрасный свет низкой энергии, и эффективность такой ячейки достигла 14,8%», — говорит еще один исследователь Гилс Эперон, который ранее работал в Стэнфорде, а теперь перешел в Вашингтонский университет. — Объединив ее с ранее созданной ячейкой мы получили чрезвычайно производительный тандем».

Следующим шагом для разработчиков станет такая оптимизация состава материалов, которая позволит тандемному устройству производить еще больше электроэнергии. «Универсальность перовскитов, низкая стоимость материалов и производства в совокупности с перспективой радикального повышения эффективности позволит в будущем полностью заменить кремниевые солнечные батареи», — уверен профессор Снейт. :///

 

Читайте аналитические материалы, обзоры и последние новости нефтегазовой индустрии на сегодня, 28 Мая, в нашей ленте и в наших группах в социальных сетях: Facebook, Одноклассники, ВКонтакте и Twitter

Рубрики: Hi-Tech, Новости | Темы: , , ,

О чём говорят в интернете