КПД солнечных батарей превысил 31%: как лезвийное покрытие меняет правила игры?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Разработка новых технологий в области возобновляемой энергии — это непрерывный процесс поиска более эффективных и устойчивых решений. Одной из самых перспективных областей в этом направлении является фотовольтаика, и недавний прорыв, совершенный учеными из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (Саудовская Аравия) совместно с исследователями из Центра Гельмгольца в Берлине, подтверждает это. Им удалось создать перовскитно-кремниевый солнечный элемент с рекордной эффективностью преобразования солнечной энергии в электричество — 31,2%.

Этот результат, опубликованный в журнале Joule, не только превосходит предыдущие достижения в этой области, но и открывает новые горизонты для развития солнечной энергетики. Ключевым фактором успеха стало использование тандемной структуры, объединяющей преимущества двух материалов: традиционного кремния и перовскита. Кремний, широко используемый в современной солнечной энергетике, эффективно поглощает фотоны в красной и инфракрасной областях спектра. Перовскит же, материал нового поколения, характеризуется высокой эффективностью преобразования фотонов в видимом диапазоне. Сочетание этих материалов в единой структуре позволяет максимально эффективно использовать широкий спектр солнечного излучения, что и приводит к повышению общей эффективности элемента.

Солнечная панель, иллюстрация
Солнечная панель, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Однако простое совмещение кремния и перовскита недостаточно для достижения рекордных показателей. Исследователи разработали инновационную архитектуру элемента, включающую двумерные и трехмерные слои перовскита. Двумерные слои, расположенные в нижней части элемента, служат своеобразным фильтром, поглощая фотоны с более высокой энергией и передавая остальную часть спектра трехмерным слоям. Такое разделение задач позволяет минимизировать энергетические потери и повысить эффективность преобразования энергии. Кроме того, двумерные слои перовскита способствуют улучшению стабильности элемента, что является критически важным фактором для его долгосрочной эксплуатации.

Для нанесения слоев материалов исследователи использовали метод покрытия лезвием (blade-coating), который отличается от более распространенного метода центрифугирования своей простотой, масштабируемостью и более низкой стоимостью. Это открывает возможности для массового производства высокоэффективных солнечных элементов с минимальными затратами. Blade-coating позволяет точно контролировать толщину и однородность наносимых слоев, что непосредственно влияет на эффективность работы элемента.

Важным показателем качества солнечных элементов является их стабильность в реальных условиях эксплуатации. Проведенные испытания показали, что новый перовскитно-кремниевый элемент сохраняет 80% своей начальной эффективности даже после 1700 часов непрерывного воздействия солнечного излучения. Это свидетельствует о высокой стабильности материалов и конструкции элемента, что является важным шагом на пути к созданию долговечных и надежных источников возобновляемой энергии.

Солнечная панель, иллюстрация
Солнечная панель, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Таким образом, разработка новой тандемной структуры с использованием двумерных и трехмерных слоев перовскита в сочетании с эффективным и масштабируемым методом производства открывает новые перспективы для развития солнечной энергетики. Высокая эффективность и стабильность нового элемента позволяют рассчитывать на его широкое применение в ближайшем будущем, способствуя переходу к более чистым и устойчивым источникам энергии.

6 комментариев

Добавить комментарий

c
До рекорда там очень далеко. Он под 48%.
105337042491593961179@google
Рекорд, это то что выше предыдущих показателей. А они были в районе 25%. Уверен, будут и новые рекорды.
c
Там полно технологий уже с КПД выше 25%. А рекорд — под 48%.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b0/NREL_PV_Cell_Record_Efficiency_Chart.png
C
Очередной высер чатгпт на главной странице сайта…
113218355748141651826@google
Давно хотел приступить к созданию особого словаря дебильных слов и заимствований русского языка, но видно не судьба. Не продаю, дарю идею — это прославит вас как Ушакова и Ожегова.
Примеры: 1торговка, уст. — торгующая женщина, продавец женского пола.
совр. — торговый центр
2фотовольтоника, деби, новодел, — раздел фотохимии, подраздел амперфотоники, изучаемый в прикладной кварковой фотобозонике
105337042491593961179@google
31% уже неплохо.
Респект учёным саудовской Аравии.
И власти которая вкладывает нефтяные деньги в науку и новые технологии.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

✦ ИИ  Как дрожжи высушивают и сохраняют живыми

Сухие дрожжи похожи на обычные бежевые крупинки — до момента, когда с их помощью начинает подниматься тесто. В пакетике находятся живые клетки, пережившие удаление большей части воды. На...

Лучшие нейросети для программирования в 2026 году и что они умеют

В 2026 году среди нейросетей для программирования всё чаще обсуждают GLM, DeepSeek и Qwen. Эти языковые модели можно использовать не только для написания отдельных функций, но и для работы с...

Почему жизнь на Земле не могла возникнуть ни в горячем источнике, ни во льдах по отдельности

В науке о происхождении жизни долгое время доминировал поиск одного конкретного места, где неживая материя смогла превратиться в живую клетку. Исследователи стремились найти геологическую среду,...

Почему правая сторона мозга контролирует левую сторону тела: что случилось бы с человеком, если бы нервы шли прямо

Когда человек двигает правой рукой, команду мышцам отдает левое полушарие головного мозга. Когда человек касается горячего предмета пальцами левой руки, сигнал о боли и температуре поступает в...

Радиола «Рекорд-60»: между вторым и третьим классом

Сейчас я, конечно, понимаю, что эта радиола не была выдающимся творением советской промышленности. Но в детстве она меня прямо-таки тянула к себе: нравилось щелкать клавишами и ставить пластинки. Я...