Сонячні панелі отримають ККД 30% і працюватимуть на 4 роки довше: що придумали вчені

Дослідники розробили новий метод, здатний підвищити ККД сонячних панелей до більш ніж 30%, тоді як типовий ККД досягає 20-25%, пише interestingengineering.com. Новий метод також може дати змогу панелям працювати за температур на 2,4°C нижчих, ніж зазвичай, і продовжити їхній термін служби приблизно на 4,5 року.

Використання органічної молекули для панелей

Вчені застосували молекули дипірролонафтірідиндіона (DPND), сумісної з кристалічними кремнієвими фотоелектричними системами. Це допомогло підвищити вихідну потужність без витрат і складнощів, характерних для тандемних систем. Цей підхід уже може застосовуватися у виробництві, заявили розробники.

Технологія заснована на процесі, відомому як "синглетний розподіл". У звичайному кремнієвому сонячному елементі високоенергетичний фотон із синьої або зеленої частини спектра поглинається і створює одну електронно-діркову пару. Будь-яка енергія фотона, що перевищує ширину забороненої зони кремнію, швидко втрачається у вигляді тепла, що знижує загальну ефективність. Процес синглетного поділу протікає інакше: коли синглетний розщеплювальний матеріал наносять на кремнієвий осередок, він захоплює високоенергетичні фотони та розщеплює їх на два екcитони, відповідні до ширини забороненої зони кремнію, кожен з яких утворює електронно-діркову пару. Це подвоює електричний вихід синіх високоенергетичних фотонів і знижує тепловиділення.

Сонячних панелей стане менше

Збільшення вихідної потужності однієї панелі означає, що для досягнення цільової енергетичної ємності буде потрібно менше фотоелементів. Це може знизити супутні витрати на баланс системи, включно з монтажем обладнання, проводкою і роботою з установки, а також зменшити фізичні розміри установки.

Зниження тепловиділення дає додаткові переваги. Крім збільшення терміну служби сонячної панелі, нижчі робочі температури можуть поліпшити продуктивність у режимі реального часу, оскільки ефективність кремнієвої комірки зазвичай знижується з підвищенням температури.

Цей підхід також 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, пише ЗМІ.

Раніше ми писали, що сонячні панелі робитимуть із золота. Золоте дзеркало можна використовувати в сонячних панелях для того, щоб зробити їх легшими та універсальнішими. Звичайно, йдеться лише про найтонший шар дорогоцінного металу, але, тим не менш, це справжнє золото.