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

Моле поблано: как десятки ингредиентов и немного шоколада складываются в несладкий мексиканский соус

Есть блюда, которые удобно объяснять одним словом: суп, рагу, соус, жаркое. С моле поблано этот номер не проходит. Формально перед нами густой мексиканский соус, чаще всего подаваемый с индейкой...

Актуальны ли еще кварцевые часы Casio G-Shock на примере модели GA-100-1A4DR

Последнее десятилетие прочно утвердило смарт-часы в качестве основного инструмента (уведомления, отслеживание параметров здоровья и конечно, время) на запястье. Почти вытеснили умные часы обычные...

Как часто нужно чистить сливной фильтр стиральной машины

Монета из кармана или оторвавшаяся пуговица могут попасть вместе с водой к сливному насосу. Чтобы такие предметы не мешали его работе, во многих стиральных машинах предусмотрен фильтр. Обычно он...

Почему от VR-шлемов до сих пор тошнит: ошибка, которую не могут исправить уже 30 лет

Apple Vision Pro возвращали более 25% покупателей. Причина — не в цене и не в играх, а в физиологии глаз. Всё упирается в зону Панума, из-за которой VR до сих пор вызывает тошноту.

✦ ИИ  Зачем хотели соединить Красное море с Мёртвым — и почему этого не сделали

Некоторые старые пляжи Мёртвого моря теперь отделены от воды полосой сухой земли. Озеро мелеет, а увеличить приток из Иордана непросто: воду реки используют для полива и снабжения городов. Поэтому...