Солнечные панели получат КПД 30% и будут работать на 4 года дольше: что придумали ученые

Исследователи разработали новый метод, способный повысить КПД солнечных панелей до более чем 30%, тогда как типичный КПД достигает 20–25%, пишет interestingengineering.com. Новый метод также может позволить панелям работать при температурах на 2,4°C ниже, чем обычно, и продлить их срок службы примерно на 4,5 года.

Использование органической молекулы для панелей

Ученые применили молекулы дипирролонафтиридиндиона (DPND), совместимой с кристаллическими кремниевыми фотоэлектрическими системами. Это помогло повысить выходную мощность без затрат и сложностей, характерных для тандемных систем. Данный подход уже может применяться в производстве, заявили разработчики.

Технология основана на процессе, известном как "синглетное деление". В обычном кремниевом солнечном элементе высокоэнергетический фотон из синей или зеленой части спектра поглощается и создает одну электронно-дырочную пару. Любая энергия фотона, превышающая ширину запрещенной зоны кремния, быстро теряется в виде тепла, что снижает общую эффективность. Процесс синглетного деления протекает иначе: когда синглетный расщепляющийся материал наносится на кремниевую ячейку, он захватывает высокоэнергетические фотоны и расщепляет их на два экситона, соответствующие ширине запрещенной зоны кремния, каждый из которых образует электронно-дырочную пару. Это удваивает электрический выход синих высокоэнергетических фотонов и снижает тепловыделение.

Солнечных панелей станет меньше

Увеличение выходной мощности одной панели означает, что для достижения целевой энергетической емкости потребуется меньше фотоэлементов. Это может снизить сопутствующие затраты на баланс системы, включая монтаж оборудования, проводку и работу по установке, а также уменьшить физические размеры установки.

Снижение тепловыделения дает дополнительные преимущества. Помимо увеличения срока службы солнечной панели, более низкие рабочие температуры могут улучшить производительность в режиме реального времени, поскольку эффективность кремниевой ячейки обычно снижается с повышением температуры.

Этот подход также отличается от тандемных солнечных элементов, которые состоят из нескольких полупроводниковых переходов, расположенных друг над другом, и требуют более сложной перестройки всей архитектуры ячейки. Синглетный делящийся слой призван стать дополнением к существующим кремниевым технологиям, предлагая более прямой путь интеграции.

В настоящее время проект находится на пути к масштабированию производства молекул DPND для подготовки к пилотным производственным испытаниям, пишет СМИ.

Ране мы писали, что солнечные панели будут делать из золота. Золотое зеркало можно использовать в солнечных панелях для того, чтобы сделать их более легкими и универсальными. Конечно, речь лишь о тончайшем слое драгоценного металла, но, тем не менее, это настоящее золото.