Новый «тандемный» солнечный элемент побил мировой рекорд

Исследователи из Саудовской Аравии только что побили рекорд, который они сами установили всего два месяца назад: тандемный солнечный элемент с беспрецедентным КПД 33,7%.

Соревнование: Фотоэлектрические солнечные элементы поглощают свет и преобразуют его в электричество. В обычной солнечной панели вы найдете десятки таких элементов, и есть вероятность, что они будут сделаны из кремния, потому что он служит долго и относительно дешев.

Однако кремниевые солнечные элементы не очень эффективны: большинство коммерческих кремниевых элементов преобразуют всего 18-22% солнечной энергии, которая попадает на них, в электричество. Это означает, что вам нужно больше ячеек и панелей, что увеличивает стоимость и стоимость обслуживания системы.

«Мы надеемся, что наше новое достижение будет способствовать ускорению перехода к зеленой энергетике».

Идея: Чтобы повысить эффективность солнечных элементов, некоторые исследователи сочетают входящий в них кремний с другим материалом. Например, в декабре 2022 года группа из Германии представила солнечный элемент, состоящий из стандартного кремния со слоем минерала перовскита поверх него.

В то время как слой кремния поглощал и преобразовывал в электричество преимущественно инфракрасный свет, слой перовскита делал то же самое для видимого света. В результате «тандемный» солнечный элемент смог достичь рекордного на тот момент КПД — 32,5%.

Что нового?30 мая Эркан Айдын, научный сотрудник Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) в Саудовской Аравии, объявил о создании тандемного солнечного элемента, эффективность которого достигла 33,7%.

Это побивает текущий мировой рекорд в 33,2%, который те же исследователи KAUST установили в апреле 2023 года.

«Через два месяца мы снова установили новый мировой рекорд по производству тандемных солнечных элементов из перовскита и кремния!» написал Айдын в сообщении на LinkedIn. «Мы надеемся, что наше новое достижение будет способствовать ускорению перехода к зеленой энергетике».

Черный ящик:Тандемный солнечный элемент KAUST был сертифицирован Европейской солнечной испытательной установкой, исследовательской лабораторией, которая проверяет эффективность солнечных технологий для Европейского Союза, поэтому мы знаем, что его заявления об эффективности верны.

Однако исследователи ничего не рассказали о том, как им удалось выжать из клеток лишнюю порцию электричества.

Когда в апреле они побили рекорд, они отметили, что кремниевая часть элемента имеет текстуру — это помогло повысить эффективность других тандемных солнечных элементов, поэтому они, возможно, применили тот же подход к новому элементу, но мы еще этого не сделали. знать наверняка, так ли это.

Заглядывая вперед:Создание солнечных элементов, которые могут побить рекорды эффективности в лаборатории, — это одно, а достижение той же эффективности с помощью солнечных элементов, которая могла бы изменить ситуацию в реальном мире, — это другое.

Следующие шаги команды KAUST, скорее всего, будут включать разработку более крупных версий их тандемного солнечного элемента. Размер нынешней ячейки чуть больше одного квадратного сантиметра, но площадь ячеек, используемых в стандартных солнечных панелях, обычно составляет около 240 см2.

Теперь KAUST необходимо доказать, что ее тандемный солнечный элемент может изменить ситуацию в реальном мире.

Приблизительно 1200 таких стандартных кремниевых солнечных элементов необходимы для производства достаточного количества электроэнергии для среднего дома, поэтому, хотя элемент KAUST более эффективен, чем любой другой тандемный солнечный элемент на основе перовскита и кремния, нам все равно понадобится много их, чтобы сделать любой своего рода вмятина в мировых энергетических потребностях.

Это означает, что KAUST нужно не только иметь возможность увеличивать размеры своих ячеек, но и производить их в больших масштабах и по конкурентоспособной цене.

Покупатели также ожидают, что их солнечные панели прослужат не менее 20 лет, но элементы на основе перовскита имеют тенденцию разлагаться быстрее, чем кремниевые. Обеспечение того, чтобы тандемный солнечный элемент мог выдерживать условия окружающей среды в течение многих лет, станет еще одной важной целью для команды KAUST.

Мы хотели бы услышать от вас! Если у вас есть комментарий к этой статье или совет для будущей истории Freethink, напишите нам по адресу [email protected].