Команда исследователей из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне заявила, что наслоение особых материалов поверх ячеек стандартных солнечных батарей позволит создать фотоэлементы в 1,5 раза эффективнее существующих.
Результаты исследования, проведенного под руководством профессора электротехники и компьютерной инженерии Минджу Ларри Ли, опубликованы в журнале Cell Reports Physical Sciences.
Кремниевые солнечные панели широко распространены, потому что они доступны и могут преобразовывать чуть более 20% солнечного света в электроэнергию, сказал Ли, Однако, как и компьютерные микросхемы на основе кремния, кремниевые солнечные элементы в настоящее время достигают предела своих возможностей, поэтому поиск способов увеличения их эффективности привлекателен и для поставщиков, и для потребителей электроэнергии.
В ходе исследования команда Минджу Ларри Ли наносила на кремниевые фотоэлементы слой арсенида-фосфида галлия (GaAsP). Оба эти материала хорошо поглощают солнечный свет и отлично дополняют друг друга. При этом элемент из арсенида-фосфида галлия во время работы выделяет мало тепла. А кремниевые фотоячейки эффективнее преобразовывают свет инфракрасной области спектра.
Эти фотопанели похожи на спортивную команду, в которой один быстрый, другой сильный, а третий отличный защитник. Аналогичным образом двухслойные солнечные элементы работают как команда, в них лучшие свойства отдельных материалов используются для создания единого более эффективного устройства, - объясняет Ли.
Арсенид-фосфид галлия и аналогичные ему полупроводники эффективны и стабильны. Но их высокая цена делает нецелесообразным изготовление солнечных панелей исключительно из этих материалов. Поэтому команда Ли использует в качестве основы для своих разработок стандартные кремниевые фотопанели.
Одним из серьезных затруднений, с которым столкнулись исследователи, стало образование мельчайших дефектов в слоях арсенида-фосфида галлия, особенно на границе с кремнием, при формировании дополнительного слоя. Такие нарушения в структуре материала снижают производительность и надежность фотопанелей. Добиться значительных успехов в решении этой проблемы позволила новая технология формирования ячеек арсенида-фосфида галлия, разработанная ведущим автором исследования Шичжао Фань.
По заявлению Минджу Ларри Ли, использование многослойных солнечных батарей вместо стандартных кремниевых позволит получать в 1,5 раза больше энергии при той же площади. Автор исследования признает, что препятствия к превращению разработки в коммерческий продукт еще остаются, но Ли надеется, что поставщики и потребители энергии по достоинству оценят повышение эффективности солнечных панелей путем добавления инновационных материалов к стандартным.
Источник: techxplore.com
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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
