Исследователи постоянно пытаются сделать фотоэлектрические элементы более эффективными и дешевыми. Команда исследователей из Великобритании и Китая сделала огромный шаг вперед в этом направлении. Их новый солнечный элемент обещает высокую выработку электроэнергии при незначительной стоимости. Об этом пишет Универститет Суррея в пресс-релизе от 15 марта 2024 года.
Новые солнечные элементы могут произвести революцию на рынке. Изображение: Университет СурреяИсследователи полагаются на так называемые двусторонние солнечные элементы, которые могут генерировать электричество с двух сторон. Можно использовать как прямо падающий свет, так и свет, отраженный от окружающей среды. Это означает, что элементы достигают производительности, которая на 30% выше, чем у односторонних модулей, и производят значительно больше электроэнергии даже в условиях плохого освещения.
Солнечные элементы очень легкие. Изображение: Университет Суррея Модули с такими ячейками уже есть на рынке, но они дороже односторонних аналогов. Двусторонние перовскитовые солнечные элементы, разработанные Цзин Чжаном, считаются на 70% дешевле, чем обычные солнечные элементы. Также считается, что они более эффективны, чем двусторонние солнечные модули, которые в настоящее время представлены на рынке.
«Мы произвели, вероятно, самый эффективный солнечный элемент, который существует на сегодняшний день», — говорит представитель Университета Суррея Рави Силва в пресс-релизе.
Производство панелей будет на 70% дешевле, чем производство обычного одностороннего солнечного модуля. Технология может существенно изменить рынок таких продуктов. Двусторонние солнечные панели обычно различаются тем, сколько энергии может генерироваться спереди и сзади. Задняя часть, как правило, слабее и часто генерирует только 75% по сравнению с передней частью при том же количестве солнечного света. Это происходит из-за электродов, которые должны рассеивать вырабатываемую электроэнергию.
Ученые полагаются на так называемые одностенные углеродные нанотрубки. Эти трубки имеют диаметр всего 2,2 нанометра. Трубки очень стабильны, проводят электричество и почти полностью прозрачны — идеальные условия для использования в фотоэлектрических элементах.
Благодаря этим нанотрубкам задняя часть ячейки достигает 98% эффективности передней. Таким образом, панели могут генерировать электрическую мощность 36 милливатт на квадратный сантиметр. Это соответствует примерно 360 Вт на квадратный метр. Для сравнения: современные солнечные модули обеспечивают мощность около 200 Вт на квадратный метр.
Кроме того, материальные затраты на электроды значительно ниже, чем на обычные элементы, в которых в качестве электродного материала используются оксид индия, олова и серебро. Производственные затраты также должны быть ниже, поскольку для соединения углеродных нанотрубок с солнечным элементом не требуется сложного оборудования или дорогостоящих процессов.
Исследователи не сообщили, когда солнечные модули будут готовы к серийному производству с использованием этой новой технологии.
