Прорыв в области преобразования энергии солнечных элементов
Группа исследователей из Национального университета Сингапура (NUS) установила новый рекорд эффективности преобразования энергии солнечных элементов, изготовленных с использованием перовскита и органических материалов. Этот технологический прорыв прокладывает путь к гибким, легким, недорогим и ультратонким фотогальваническим элементам, которые идеально подходят для питания автомобилей, лодок, жалюзи и других приложений.
«Технологии чистой и возобновляемой энергии чрезвычайно важны для сокращения выбросов углерода. Солнечные элементы, которые напрямую преобразуют солнечную энергию в электричество, являются одними из самых многообещающих технологий экологически чистой энергии. Высокая эффективность преобразования энергии солнечных элементов имеет решающее значение для производства большего количества электроэнергии с использованием ограниченной площади. а это, в свою очередь, снижает общую стоимость производства солнечной энергии», — объяснил ведущий исследователь президентский молодой профессор Хоу И, который работает в Департаменте химической и биомолекулярной инженерии Национального университета США и также возглавляет группу «Многопереходные солнечные элементы на основе перовскита». " в Научно-исследовательском институте солнечной энергии Сингапура в NUS.
«Основной целью этого исследования является повышение эффективности преобразования энергии в тандемных солнечных элементах из перовскита и органики. В нашей последней работе мы продемонстрировали эффективность преобразования энергии в 23,6% — это лучший результат для этого типа солнечных элементов. дата», — добавил доктор Чен Вей, научный сотрудник отдела химической и биомолекулярной инженерии NUS и первый автор этой работы.
Это достижение является значительным скачком по сравнению с текущим коэффициентом преобразования энергии, составляющим около 20 %, о котором сообщают другие исследования тандемных солнечных элементов на основе перовскита и органики, и приближается к коэффициенту преобразования энергии, составляющему 26,7 % в кремниевых солнечных элементах, которые являются доминирующей солнечной технологией в мире. Текущий рынок солнечной фотоэлектрической (PV) энергии.
Нововведение было опубликовано в журнале Nature Energy 20 января 2022 года. Исследование проводилось совместно с учеными из Университета Гонконга и Южного университета науки и технологий.
Новые тренды в солнечном мире
В последние годы технология солнечных элементов достигла огромного роста как устойчивый источник энергии. Надежность, эффективность, долговечность и цена солнечных элементов имеют решающее влияние на коммерческий потенциал и широкомасштабную реализацию проектов солнечной энергетики по всему миру.
Обычные солнечные элементы, используемые в солнечных электростанциях, основаны на архитектуре с одним переходом. Практическая эффективность преобразования энергии однопереходных солнечных элементов ограничена примерно 27% в промышленном производстве. Чтобы расширить границы производства солнечной энергии, потребуются новые решения для солнечных элементов, которые будут лучше работать в преобразовании энергии.
Чтобы повысить эффективность преобразования энергии солнечных элементов выше 30%, необходимы пакеты из двух или более поглощающих слоев (многопереходные элементы). Тандемные солнечные элементы, которые изготавливаются с использованием двух разных типов фотоэлектрических материалов, являются горячей областью исследований.
В своем последнем проекте доцент Хоу и его команда открывают новые горизонты в области перовскит/органических тандемных солнечных элементов. Их открытие открывает путь к тонкопленочным тандемным солнечным элементам, легким и гибким, которые могут найти широкое применение.
Прорыв в эффективности преобразования энергии
Тандемный солнечный элемент состоит из двух или более субэлементов, электрически соединенных с помощью соединительных слоев (ICL). ICL играет решающую роль в определении производительности и воспроизводимости устройства. Эффективная ICL должна быть химически инертной, электропроводной и оптически прозрачной.
Хотя тандемные солнечные элементы из перовскита и органики привлекательны для тонкопленочных фотоэлектрических элементов следующего поколения, их эффективность отстает от других типов тандемных солнечных элементов. Чтобы решить эту технологическую проблему, доцент Хоу и его команда разработали новый и эффективный ICL, который снижает напряжение, оптические и электрические потери в тандемном солнечном элементе. Это нововведение значительно повышает эффективность тандемных солнечных элементов из перовскита и органики, достигая коэффициента преобразования энергии 23,6%.
«Наше исследование показывает большой потенциал тандемных солнечных элементов на основе перовскита для будущего коммерческого применения фотоэлектрических технологий. Основываясь на нашем новом открытии, мы надеемся еще больше улучшить производительность наших тандемных солнечных элементов и расширить масштабы этой технологии», — сказал доцент Хоу.
Мы собрали список брокеров, которых рекомендуем обходить стороной.
