Стэнфордские ученые продемонстрировали новый процесс производства стабильных фотоэлементов из перовскита и сборки их в солнечные модули, которые могли бы обеспечивать энергией электронные устройства, здания и целые энергосети.
По словам разработчиков, это новая веха в чистой энергетике, которая позволит преодолеть многие барьеры, с которыми годами не могли справиться другие команды. Им удалось достичь скорости производства 12 метров в минуту. При этом КПД таких модулей 18%. Их стоимость при массовом производстве не превысит $0,25 за квадратный фут или $2,75 за квадратный метр.
Большинство современных солнечных элементов изготавливают из кремния, который преобразует солнечный свет в чистое электричество. К сожалению, процесс очистки кремния совсем не чистый: он требует больших энергозатрат и происходит на фабриках, загрязняющих атмосферу углекислым газов.
У кремния есть и более зеленая альтернатива тонкие пленки перовскита, дешевого и гибкого материала, который можно производить с минимальными затратами энергии и практически без выбросов CO2. Однако, прежде чем отказываться от кремния, необходимо повысить стабильность перовскитов и упростить процесс производства.
Перовскитовые солнечные элементы это тонкая пленка искусственных кристаллов, сделанных из дешевых и широкодоступных химических веществ: йода, углерода и свинца. Они легкие, гибкие и их можно выращивать в лабораториях при температуре кипения воды гораздо ниже, чем те 1650 градусов Цельсия, которые требуются для очистки от примесей промышленного кремния.
Всего за десять лет исследований уже получилось создать перовскитные фотоэлементы, преобразующие в электричество 25,2% энергии, получаемой от Солнца. Для кремниевых батарей для достижения значения аналогичного показателя в 26,7% потребовалось около сорока лет.
Сегодня существуют экспериментальные образцы фотоэлементов из перовскита, которые обладают очень высоким КПД, однако попытки создать элементы большей площади приводят к снижению стабильности и эффективности. Для того чтобы решить эту проблему, ученые из Стэнфорда разработали процесс быстрой плазменной обработки.
Роботизированное устройство
с двумя соплами быстро создает тонкие пленки перовскита: одно сопло
покрывает стеклянную поверхность жидким раствором химического
предшественника перовскита. Второе выстреливает ионизированным
газом.
Этот метод позволил ученым получить 12 метров перовскитовой пленки за минуту это примерно в четыре раза быстрее, чем при производстве кремниевых фотоэлементов. Вдобавок к высокой скорости КПД новой пластины из перовскита составил 18%.
По подсчетам разработчиков, такие перовскитовые модули можно будет производить по цене 25 центов за квадратный фут намного дешевле, чем $2,5 или около того за обычный кремниевый модуль. Это значит, что 1 квадратный метр перовскитовых модулей будет стоить при массовом производстве в районе $2,75.
Не так давно австралийские ученые также добились впечатляющих результатов в разработке перовскитовых фотоэлементов они нашли простой способ кардинально повысить устойчивость перовскита. Для защиты фотоэлементов оказалось достаточным герметично покрыть их недорогим полимерным стеклом.
Источник: hightech.plus
|
|
|
|
|
|
|
|
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
