Ученые из Университета Суррея и Имперского колледжа Лондона добились увеличения поглощения энергии ультратонкими солнечными панелями на 25%, что является рекордом для панелей такого размера.
Команда, которая сотрудничала с AMOLF в Амстердаме, использовала солнечные панели толщиной всего в один микрометр с неупорядоченным сотовым слоем поверх кремниевой панели. Биофильный дизайн черпает вдохновение из крыльев бабочки и птичьих глаз, чтобы поглощать солнечный свет под любым углом, делая панели более эффективными.
Исследование привело к увеличению уровня поглощения энергии панелями на 25%, что сделало эти солнечные панели более эффективными, чем другие панели толщиной в один микрометр. Они опубликовали свои выводы в журнале Американского химического общества Photonics .
«Одна из проблем работы с кремнием заключается в том, что почти треть света прямо отражается от него, не поглощаясь и не используя энергию», — заявила Мариан Флореску из Института передовых технологий (ATI) Университета Суррея. «Текстурированный слой на кремнии помогает решить эту проблему, и наша неупорядоченная, но сверходнородная сотовая конструкция особенно успешна».
Панели в исследовании достигли уровня поглощения 26,3 мА/см2 по сравнению с предыдущим рекордом поглощения 19,72 мА/см2 в 2017 году.
Повышение эффективности и поглощения ультратонких панелей имеет решающее значение для создания недорогих фотоэлектрических систем.
«Силиконовые фотогальванические элементы (PV) толщиной в микрометр обещают стать наиболее экономичным, надежным и экологически безопасным решением для использования солнечной энергии в городских районах и космосе, поскольку они сочетают в себе низкую стоимость и зрелость кристаллического кремния (c-Si) производство с малым весом и механической гибкостью тонких пленок», — объясняют авторы исследования.
Исследователи ожидают, что дальнейшие усовершенствования конструкции еще больше повысят эффективность панелей макрометровой толщины, и они смогут конкурировать с существующими коммерческими солнечными панелями. Кроме того, эти гибкие панели могут предложить универсальность в том, как они используются.
«Существует огромный потенциал для использования ультратонких фотоэлектрических элементов. Например, учитывая их легкость, они будут особенно полезны в космосе и могут сделать жизнеспособными новые внеземные проекты», — сказал Флореску. «Поскольку они используют гораздо меньше кремния, мы надеемся, что здесь, на Земле, также будет экономия средств, плюс может быть потенциал для получения большей выгоды от Интернета вещей и создания зданий с нулевым потреблением энергии, питаемых локально».
Помимо фотогальваники, исследование также может быть полезно для других отраслей, таких как фотоэлектрохимия, твердотельное излучение света и фотодетекторы, которые сосредоточены на управлении светом.
После успешного увеличения скорости поглощения ультратонких панелей в этом исследовании ученые планируют начать поиск коммерческих партнеров и разработать план производства.
___________________________________
🌱 Официальный сайт застройщика Elysium Group
🌱 Официальный сайт Elysium Solar. Продажа и установка солнечных электростанций.
🌱 Личный Instagram Азата Шаяхметова
🌱 Канал Азата Шаяхметова на YouTube
🌱 Instagram аккаунт ЖК Elysium
🌱 Instagram аккаунт Elysium Solar
🌱 Telegram-канал Инвестиционные проекты
🌱 Telegram-канал Амбассадоры бренда
