Исследователи из Мичиганского университета разработали полупрозрачные фотоэлектрические элементы, сочетающие высокую эффективность и долговечность. Определенный по результатам испытаний расчетный срок службы разработки составляет 30 лет. Как ожидается, она может стать основой для серийных окон, способных генерировать электроэнергию за счет света от солнца.
Солнечная энергия это почти самый дешевый вид энергии из когда-либо использовавшихся человечеством с начала промышленной революции, рассказывает руководивший исследованием профессор Стивен Форрест. С этими устройствами, устанавливаемыми на окнах, ваше здание становится электростанцией.
Главной целью команды Форреста была разработка способов предотвращения быстрой деградации высокоэффективных органических фотоэлементов. Их качества во многом определяются свойствами молекул вещества, отвечающего за перенос электронов. Одним из наиболее перспективных типов таких соединений являются нефуллереновые акцепторы, содержащие серу.
Сделанные на их основе фотоячейки могут демонстрировать сравнимый с кремниевыми полупроводниками КПД около 18%, но быстро выходят из строя. Как показал проведенный исследователями эксперимент, эффективность изготовленного по такой технологии фотоэлемента падает на 40% уже через 12 недель эксплуатации.
Быстрая деградация вызывается разрушением акцепторов под воздействием высокоэнергетических фотонов, особенно ультрафиолетового спектра. Чтобы устранить проблему, ученые прежде всего защитили фотоэлемент от ультрафиолета, добавив на внешней стороне тонкий слой оксида цинка.
Однако это соединение также негативно влияет на светопоглощающий материал, поэтому их пришлось разделить IC-SAM веществом на основе углерода. А чтобы исключить реакции между акцептором и электродом, между ними была добавлена прослойка из фуллерена.
Усовершенствованный таким образом фотоэлемент проверили при различных условиях, в том числе при освещении, в 27 раз превышающем по силе естественное, и температуре до 65 C. Экстраполяция полученных результатов показывает, что устройство сохранит как минимум 80% от первоначальной эффективности даже после 30 лет работы.
В настоящее время исследователи работают над увеличением прозрачности фотоячеек с уже достигнутых 40 до 60% и повышением КПД с текущих 10 до 15%. Как ожидается, такие устройства будут недорогими в производстве, поэтому позволят сделать солнечные окна массовым продуктом.
Источник: umich.edu
Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработали солнечный элемент на основе 2D/3D-перовскитного гетероперехода, который, как утверждается, сохраняет более 95% своей первоначальной эффективности после 1000 часов испытаний в условиях повышенной вл
Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработали солнечный элемент на основе 2D/3D-перовскитного гетероперехода, который, как утверждается, сохраняет более 95% своей первоначальной эффективности после 1000 часов испытаний в условиях повышенной вл
Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработали солнечный элемент на основе 2D/3D-перовскитного гетероперехода, который, как утверждается, сохраняет более 95% своей первоначальной эффективности после 1000 часов испытаний в условиях повышенной вл
На дороги Германии выехал 18-тонный грузовик, оснащенный солнечными панелями общей мощностью 3,5 кВт. Коммерческий автомобиль со встроенной в крышу высоковольтной фотоэлектрической системой и питанием от 800-вольтовой тяговой батареи теперь одобрен для использования на дорогах общего пользования.
Исследователи из Германии провели серию компьютерных симуляций, чтобы оценить, как фотонные кристаллы могут повысить эффективность встречно-штыревых солнечных элементов с обратным контактом на основе пассивирующего электронно-селективного покрытия из поликремния с оксидом n+-типа (POLO) на отрицательном контакте элемента и дырочно-селективного p+-перехода POLO на плюсовом контакте.
Ф
Вопросы эстетичности солнечных электростанций часто являются ключевой причиной, по которой домовладельцы отказываются от таких установок. Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) разработали способ изготовления цветных солнечных элементов