Показала рекордну ефективність: у Японії винайшли дивовижну сонячну батарею

Про це повідомляє interestingengineering.com.

Конструкція включає в себе напівпрозору перевернуту верхню комірку з перовскіта і гнучку тонкоплівкову кремнієву гетероперехідну (HJT) гетероперехідну (HJT) нижню комірку. Інновація досягла ефективності перетворення енергії 26,5%. За словами дослідників, це найвища коли-небудь зареєстрована ефективність перетворення для гнучкого тандемного перовскітно-кремнієвого сонячного елемента.

Випробувана в стандартних умовах освітлення комірка також продемонструвала напругу холостого ходу 1,83 В, щільність струму короткого замикання 17,9 мА/см² і коефіцієнт заповнення 81%.

Ця розробка може бути корисною для широкого спектра застосувань, особливо в інтегрованих у будівлі фотоелектричних системах (BIPV) та інших галузях, що вимагають легких і гнучких рішень для сонячної енергії.

Досягнення гнучкості в нижньому осередку сонячної батареї

Щоб домогтися гнучкості осередку, дослідницька група використовувала техніку, відому як травлення гідроксидом калію (KOH), щоб значно потоншити кремнієву пластину нижнього осередку HJT, яка сама по собі має ефективність 21,1%.

Цей процес вологого хімічного травлення текстурував задній бік пластини, а передній бік отримав мікротекстурування та заокруглення. Захисна плівка нітриду кремнію (SiNx) була нанесена на обидві сторони за допомогою хімічного осадження з парової фази (CVD), перш ніж пластина була розрізана на квадрати по 5 см і підготовлена для інтеграції.

Верхній перовскітний осередок містить кілька сучасних матеріалів, включно із самоорганізованим моношаром MeO-2PACz ([2-(3,6-диметокси-9H-карбазол-9-іл)етил]фосфонової кислоти) на скляній підкладці, вкритій оксидом індію та олова (ITO).

Він оснащений перовскітним поглиначем із забороненою зоною 1,68 еВ, шаром перенесення електронів із бакмінстерфуллерена (C60), оксидом олова (SnO2), ще одним шаром ITO, антивідблисковим покриттям із фториду магнію (MgF2) і металевим контактом зі срібла (Ag).

За словами розробників, стоншення кремнію має вирішальне значення для створення стабільних і гнучких осередків HJT, що робить їх ідеальними для легких застосувань, як-от BIPV.

Подальші дослідження для підвищення ефективності фотоелементів

Тепер дослідницька група зосереджена на подальшому підвищенні ефективності тандемної комірки. Їхні майбутні зусилля будуть зосереджені на поліпшенні узгодження струму між верхнім і нижнім осередками, з планами вивчити застосування двостороннього гетеропереходу до нижнього осередку та вдосконалити структуру зворотного відбиття.

Крім того, дослідники мають намір провести ретельну оцінку можливостей вигину і довгострокової міцності цього багатообіцяючого гнучкого тандемного сонячного елемента.

Цей прорив може підштовхнути до розробки універсальних і високопродуктивних технологій сонячної енергетики.

Раніше стало відомо, що квантові батареї можуть значно підвищити ефективність сонячних елементів, даючи їм змогу набагато швидше захоплювати і зберігати сонячну енергію. Також вони можуть сприяти створенню більш ефективних і потужних електронних пристроїв.

Також Фокус писав, що компанія Lenovo використовує технологію сонячних елементів Ambient Photonics, щоб позбутися батарейок у бездротових гаджетах.