Учёным удалось добиться рекордной эффективности сверхтонких солнечных панелей
Исследовательская группа из Университета Суррея смогла успешно увеличить на 25% энергию, которая поглощается тонкими фотоэлектрическими панелями. Они разработали солнечные панели, толщина которых составляет всего один микрометр. Причём они добились рекордной эффективности преобразования света в электричество по сравнению с другими панелями такой же толщины.
Статью с описанием исследования они опубликовали в журнале Photonics Американского химического общества. Там учёные подробно описали, как использовали характеристики солнечного света для создания неупорядоченного сотового слоя, находящегося поверх кремниевой пластины. С помощью этого подхода искусственно реализовали дизайн крыльев бабочки и птичьих глаз. В результате получилось инновационная сотовая конструкция, которая обеспечивает поглощение света под любым углом. Она улавливает свет внутри солнечного элемента, что позволяет генерировать большее количество электрической энергии.
Доктор Мариан Флореску из Института передовых технологий Университета Суррея сказал, что одной из проблем работы с кремнием является отражение. От него отражается практически треть попадающего света, не поглощаясь. В результате, эта энергия не используется. Текстурированный слой на кремнии позволил решить данную проблему. Получился сверходнородный сотовый дизайн.
Исследовательская группа из Университета Суррея и Имперского колледжа Лондона провела работы с коллегами-экспериментаторами из AMOLF в Амстердаме над проектированием, моделированием и созданием новой ультратонкой фотоэлектрической батареи.
Ученым удалось в лабораторных условиях достичь коэффициента поглощения 26,3 мА/см2. Это на 25% больше, чем во время предыдущего результата 19,72 мА/см2, который был получен в 2017 году. Тогда была достигнута эффективность 21%. Дальнейшие улучшения могут ещё увеличить этот показатель. Эффективность получится выше, чем у большинства коммерческих образцов фотоэлектрических панелей.
Флореску добавил, что есть огромный потенциал для использования ультратонких фотоэлектрических элементов. К примеру, их небольшая масса будет очень полезной при использовании в космосе. Кроме того, в них используется значительно меньше кремния, чем существующих панелях. Это обеспечит дополнительную экономию средств. Как говорят учёные, их разработку можно будет использовать в сфере интернета вещей и создании строений с нулевым потреблением энергии, которые питаются локально.
Полученные результаты могут принести пользу не только в сфере солнечной энергетики, но и в других отраслях, где проектирование поверхности и управления световым потоком имеет решающее значение. Например, это фотодетекторы, твердотельное излучение света, фотоэлектрохимия. Чтобы развить свою разработку, учёные планируют найти коммерческих партнёров и внедрить технологию в серийное производство.
Результаты этого исследования приведены в этой статье.
(голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
