Науковці створили матеріал для сонячних панелей з рекордною ефективністю в 190%

Прорив ґрунтується на здатності нового матеріалу генерувати до двох електронів на кожен поглинений високоенергетичний фотон. Традиційно межа Шоклі-Квіссера обмежувала теоретичний EQE на рівні 100%, що робить це досягнення безпрецедентним.

Провідний автор дослідження, професор фізики Чінеду Екума, наголосив на важливості цього досягнення:

Ця робота являє собою значний стрибок вперед у нашому розумінні і розробці рішень для сталої енергетики, висвітлюючи інноваційні підходи, які можуть переосмислити ефективність і доступність сонячної енергії в найближчому майбутньому.

Деталі розробки

Все почалася з комп'ютерного моделювання для визначення оптимальної комбінації матеріалів. Згодом було створено прототип, який підтвердив надзвичайні властивості матеріалу.

Під час випробувань матеріал продемонстрував середнє фотоелектричне поглинання 80% і безпрецедентний показник EQE 190% при використанні в ролі активного шару в кремнієвих фотоелектричних елементах.

Трохи науки

Своєю надзвичайною ефективністю матеріал завдячує унікальним "проміжним зонам" – специфічним енергетичним рівням в його електронній структурі, що ідеально підходять для перетворення сонячної енергії. Ці стани ефективно поглинають сонячне світло і виробляють носії заряду, особливо в інфрачервоній і видимій областях електромагнітного спектру.

Важливу роль відіграє використання "ван-дер-ваальсових проміжків" – атомарно малих проміжків між шаруватими двовимірними матеріалами – у цьому матеріалі. Стратегічно розмістивши атоми нуль-валентної міді між селенідом германію (GeSe) і сульфідом олова (SnS), вчені досягли цієї безпрецедентної ефективності.

Чому це дуже корисна розробка

Хоча комерціалізація залишається майбутньою перспективою, потенціал матеріалу для підвищення ефективності сонячних енергетичних систем є беззаперечним. Його здатність вловлювати енергію фотонів, що втрачається традиційними сонячними елементами внаслідок відбиття та генерації тепла, є значним крок на шляху до задоволення глобальних енергетичних потреб за допомогою сталих рішень.

По суті, розробка цього високоефективного матеріалу для сонячних елементів відкриває багатообіцяючі перспективи для розвитку технологій сонячної енергетики та забезпечення її потреб.