Яка нова технологія була розроблена?
Вчені з Університету Нового Південного Уельсу (UNSW, Австралія) представили нову технологію, яка може призвести до створення більш ефективних кремнієвих фотоелектричних систем. Дослідники розробили метод, здатний підвищити коефіцієнт корисної дії (ККД) сонячних панелей до більш ніж 30%, тоді як типовий ККД становить 20-25%. Новий підхід також дозволяє панелям працювати при температурах на 2,4°C нижчих, ніж зазвичай, і продовжити їхній термін служби приблизно на 4,5 року.
Як працює новий метод?
Вчені застосували молекули дипірролонафтірідиндіона (DPND), які сумісні з кристалічними кремнієвими фотоелектричними системами. Це дозволило підвищити вихідну потужність без витрат і складнощів, характерних для тандемних систем. Технологія базується на процесі, відомому як “синглетний розподіл”. У звичайному кремнієвому сонячному елементі високоенергетичний фотон поглинається і створює одну електронно-діркову пару. Однак енергія фотона, що перевищує ширину забороненої зони кремнію, швидко втрачається у вигляді тепла, що знижує загальну ефективність. Процес синглетного поділу дозволяє захоплювати високоенергетичні фотони і розщеплювати їх на два екситони, що подвоює електричний вихід.
Які переваги нового підходу?
Збільшення вихідної потужності однієї панелі означає, що для досягнення цільової енергетичної ємності буде потрібно менше фотоелементів. Це може знизити супутні витрати на баланс системи, включаючи монтаж обладнання, проводку і роботу з установки, а також зменшити фізичні розміри установки. Зниження тепловиділення також має свої переваги: крім збільшення терміну служби сонячної панелі, нижчі робочі температури можуть поліпшити продуктивність у режимі реального часу.
Цей підхід відрізняється від тандемних сонячних елементів, які складаються з декількох напівпровідникових переходів, розташованих один над одним, і вимагають складнішої перебудови всієї архітектури комірки. Синглетний шар, що ділиться, покликаний стати доповненням до наявних кремнієвих технологій, пропонуючи більш прямий шлях інтеграції.
Наразі проєкт перебуває на шляху до масштабування виробництва молекул DPND для підготовки до пілотних виробничих випробувань.
Раніше повідомлялося, що сонячні панелі можуть виготовлятися із золота, що робить їх легшими та універсальнішими. Звичайно, йдеться лише про найтонший шар дорогоцінного металу, але це справжнє золото.
