Які досягнення нових сонячних батарей?
Сонячні батареї виходять на новий рівень. Вони вже витримують 1000 годин при температурі 80°C, і при цьому майже втричі підвищують свою ефективність. За розробку батареї нового покоління взялися китайські дослідники, повідомляє interestingengineering.com.
Прототип перовскітного сонячного елемента досяг показника ефективності фотоперетворення 27,2%. Також вченим вдалося домогтися підвищення стабільності роботи. Нові елементи пройшли тривалі випробування, зберігши при цьому 86,3% від початкової ефективності після 1529 годин безперервної роботи під час освітлення сонячним променем у точці максимальної потужності (MPPT). Випробування проводили за температури 80°C, тобто елемент продемонстрував стійкість до впливу світла і тепла.
Яким чином покращили нову батарею?
Дослідники у своїй роботі зосередилися на поширеній проблемі, що виникає під час виробництва плівок перовскіту. Річ у тім, що метиламоній хлорид — добавка, яку зазвичай використовують для вирощування плівок формамідинію йодиду свинцю, — спричиняє нерівномірний розподіл хлорид-іонів. Фахівці помітили, що під час фази кристалізації іони хлору мають тенденцію переміщатися і накопичуватися поблизу верхньої поверхні плівки.
Це явище, зване “наскрізною неоднорідністю плівки”, призводить до утворення поверхневих дефектів і міжфазних бар’єрів. Вони, своєю чергою, перешкоджають потоку електронів, знижуючи вихідну потужність елемента і прискорюючи деградацію матеріалу.
Щоб протидіяти небажаній “міграції” іонів, вчені додали в процес термічної обробки плівки іншу сполуку — оксалат лужного металу (біноксалат калію). Вони виявили, що ця сполука термічно дисоціює (розкладається під впливом тепла) у процесі виробництва.
У результаті такої дисоціації вивільняються позитивно заряджені йони калію. Вони притягуються до негативно заряджених іонів хлору і зв’язуються з ними, утворюючи хлорид калію. Таким чином, пересування іонів хлору до поверхні стає контрольованим, і хлор рівномірно розподіляється по всьому шару перовскіту. Отримана в результаті плівка стає і ефективною, і довговічною.
Які перспективи нових технологій?
Новий метод доповнює іншу технологію, випробувану раніше. Тоді вчені з різних країн підвищили ефективність перовскітних сонячних елементів майже до 27%, впровадивши між перовскітом і його верхнім контактним шаром нове інтерфейсне покриття.
Загалом, нові методики можуть виявитися корисними при створенні нових сонячних технологій — від установок на дахах до гнучких пристроїв і тандемних сонячних модулів.
Раніше повідомлялося, як краще встановлювати сонячні панелі. Зокрема, експерти порівняли два популярні варіанти — традиційний (на поверхні даху) та інтегрований (вбудований у саму покрівлю).
