Яка нова технологія підвищила ефективність сонячних панелей?
Дослідники з Інституту напівпровідників Китайської академії наук розробили технологію, яка побила світовий рекорд ефективності та підвищила довговічність сонячних елементів, але не з кремнію, а зовсім з іншого матеріалу. Перовскітні сонячні панелі тепер досягають ефективності 27,2%, а все завдяки поліпшеному розподілу хлору, пише видання techxplore.com.
Які проблеми виникають при виробництві перовскітних елементів?
Основною проблемою, що перешкоджає розкриттю потенціалу перовскітних сонячних елементів, які кращі та дешевші за кремнієві, є використання в процесі виробництва хімічної речовини під назвою метіламмонійхлорид (MACI). Він сприяє зростанню кристалів, але в процесі нагріву вчені виявили, що іони хлору починають рухатися, накопичуватися й агрегувати як у верхній, так і в нижній частині плівки. Ця плівка являє собою тонкий шар перовскітного матеріалу, що знаходиться всередині сонячного елемента, і нерівномірний розподіл іонів хлору обмежує його максимальну вихідну потужність.
Які рішення були знайдені для покращення ефективності?
Дослідники вирішили проблему злипання хлору, і воно виявилося напрочуд простим. Вони просто додали оксалат лужного металу (біноксалат калію) до рідкої суміші перовскіту перед виготовленням плівки. Під час додавання цього нового інгредієнта він розчиняється і вивільняє іони калію, які прилипають до мігруючих іонів хлору, утворюючи нову, стабільну сіль (хлорид калію). У результаті досягається рівномірний, гомогенізований розподіл хлору, що запобігає утворенню дефектів.
“Наша стратегія гомогенізації розподілу хлору не тільки підвищує ефективність, а й значно покращує експлуатаційну стабільність перовскітних сонячних елементів”, — сказав Цзінбі Ю, вчений з Інституту напівпровідників. “Це може стати переломним моментом у комерціалізації перовскітних фотоелектричних систем”.
Дослідники провели великі випробування своїх нових перовскітних сонячних елементів і досягли рекордних результатів за кількома напрямками. Вони продемонстрували ККД 27,2%, тобто сонячний елемент успішно перетворив 27,2% всієї сонячної енергії, що потрапляє на панель, в корисну електроенергію. Це було незалежно підтверджено як провідний світовий стандарт для перовскітних сонячних елементів.
Пристрої також зберегли 86,3% своєї первісної ефективності після 1529 годин безперервної роботи на максимальній потужності при освітленні 1 сонячним променем. Вони також зберегли 82,8% своєї внутрішньої ефективності після 1000 годин роботи за температури 85 градусів Цельсія під прямим сонячним світлом.
Хоча дослідники значно поліпшили розподіл хлору, вони визнають, що ще багато чого належить зробити, оскільки деякі ділянки нерівності залишаються. Вони також виявили велику кількість дефектів на прихованому інтерфейсі, кордоні між шаром перовскіту всередині сонячного елемента та рештою структури. Подальші кроки будуть спрямовані на зменшення дефектів і створення більш однорідного шару.
Раніше ми писали про те, чи допоможуть сонячні панелі під час віялових відключень і блекаутів. Експерти з компанії EnergyAustralia рекомендують альтернативу — сонячні електростанції, які допоможуть будинкам зберегти енергетичну автономність, а власникам — не боятися блекаутів.
