Новый рекорд эффективности приближает гибкие солнечные элементы

Солнечные батареи, изготовленные из тонких и гибких пленок, могут не только открыть новые возможности в производстве возобновляемой энергии, но и снизить стоимость производства.

Группа ученых из Швейцарии работала над тем, чтобы поднять эффективность технологии до уровня, достигнутого традиционными солнечными батареями, и сделала еще один шаг к этой цели, установив новый рекорд - 21,4 %.

Рекорд тонкопленочных солнечных элементов

Исследование проводилось в Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии (Empa), где ученые потратили годы на совершенствование гибких солнечных батарей, известных как CIGS, изготовленных из меди, индия, галлия и селена. Это одни из немногих тонкопленочных солнечных элементов, которые разрабатываются с учетом гибкости, и команда Empa находится на переднем крае этой области уже более двух десятилетий.

Если наиболее эффективные негибкие солнечные элементы, изготовленные из кристаллического кремния, могут преобразовывать свет в электричество с КПД до 26,7 %, то гибкие солнечные элементы из CIGS еще не достигли этого уровня. Команда Empa установила рекорд эффективности в 12,8% в 1999 году, 14,1% в 2005 году, 17,6% в 2010 году, 18,7% в 2011 году, 20,4% в 2013 году и 20,8% в 2019 году.

Как мы видим, это был долгий путь, но теперь команда еще немного приблизилась к его завершению, совершив очередной прорыв. Для изготовления элементов ученые используют метод низкотемпературного совместного испарения для выращивания полупроводниковой пленки поверх тонкого полимерного слоя. Настроив состав пленки и щелочные легирующие добавки, используемые для придания ей электрических свойств, команда смогла повысить ее фотоэлектрические характеристики.

Эффективность солнечного элемента в 21,38 % оставалась стабильной в течение нескольких месяцев и была независимо подтверждена учеными из немецкого Института солнечных энергетических систем Фраунгофера. Хотя эта работа является очередным рекордом для ученых Empa и CIGS-элементов, мы уже видели, как другие типы гибких элементов достигали еще более высокой эффективности, комбинируя их с другими фотоактивными материалами, такими как перовскит. В прошлом году мы видели, как одна из этих так называемых тандемных ячеек, которая также может быть уложена на гибкую пленку, достигла эффективности 24,16 %.

Работая над коммерческим применением гибких солнечных батарей, ученые предполагают использовать их на крышах и фасадах зданий, в мобильной электронике, самолетах и наземных транспортных средствах. Помимо того, что эти элементы легче и прилегают к изогнутым или сложным поверхностям, они также могут быть использованы для более дешевого рулонного производства, что может способствовать снижению стоимости возобновляемых источников энергии в целом.

Ученые из Empa представили свою последнюю работу на 38-й Европейской конференции и выставке по фотоэлектрической солнечной энергии на этой неделе. опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Лучшие публикации в Telegram-канале Econet.ru. Подписывайтесь!

Подписывайтесь на наш youtube канал!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet