Физики Санкт-Петербургского университета ИТМО и Алферовского университета совместно с итальянскими коллегами достигли больших результатов в альтернативной энергетике. Ученые смогли повысить КПД солнечных батарей, увеличив эффективность конвертации солнечной энергии в электричество. Главный секрет разработки — использование нового элемента в конструкции.
Месяцы совершенствования и секретный элемент
О начальном этапе разработки мы уже писали, и продолжаем следить за темой. Обычно после того как о новом изобретении узнают впервые, впоследствии о нем перестают говорить, но не на этот раз. За прошедшие месяцы проект усовершенствовали, и это определенно заслуживает внимания.
Уникальность перовскитных солнечных батарей в том, что при их создании впервые применили класс соединений А3В5 — полупроводниковые материалы.
«Это нитевидные нанокристаллы, по структуре напоминающие наноиголки. Среди других проводников они выделяются подходящими электрофизическими свойствами: отлично поглощают свет, характеризуются низкими оптическими потерями и оптимальной теплопроводностью, участвуют в переносе зарядов», — констатировали разработчики.
За счет использования новых элементов и удалось увеличить КПД солнечных батарей. Стандартные солнечные панели изготавливают на основе кремния, их КПД — 17%. У панелей из перовскита — 18,8%. КПД других видов солнечных батарей на основе арсенида галия может превышать 25%. Однако из-за дороговизны их используют в малом количестве на космических аппаратах.
Ключевую роль в работе перовскитной батареи играет поглощающий слой, от толщины которого зависят основные характеристики элемента. С одной стороны, тонкий слой плохо поглощает солнечную энергию, но хорошо проводит и разделяет образующиеся квазичастицы (электроны и дырки). С другой стороны, толстый слой имеет большое сопротивление, поглощая свет. Таким образом, существует толщина, при которой эффективность необработанной перовскитной батареи максимальна.
«Панели из перовскита в обозримом будущем могут заменить привычные кремниевые. Они довольно просты в изготовлении и способны вырабатывать то же количество электроэнергии с той же площади», — считают специалисты.
Скачать мобильное приложение SFERA:
🇷🇺Rustore
🤖Android
🍎iOS
SFERA — это мессенджер, социальная сеть, сервис знакомств, поиск новых друзей, поиск работы/сотрудников, видеосервис и многое другое. Всё бесплатно и без рекламы. Мы за развитие, мы для думающих людей и мы против деградации.
И это не предел
В перспективе на основе перовскитных панелей могут быть созданы многопереходные солнечные элементы, материалы которых производят электрический ток в ответ на различные длины волн света.
«Достигнутый результат — это не предел эффективности гибридных солнечных батарей. Они планируют продолжить эксперименты и с другими полупроводниками A3B5, чтобы найти тот, который даст максимальный КПД», — сообщают ученые.
Ученые считают возможным повысить КПД солнечных батарей более 18,8%. Разработка актуальна для космической сферы, а также для развития автономных маломощных гаджетов по типу беспроводных сенсоров или датчиков.
🚫Мы много сил вкладываем в качество статей, поддержите нас лайком и подпиской если вам это нравится.
Автор:
Колесова Дарья
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA