Исследователи из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) в Южной Корее создали самые эффективные на сегодня солнечные панели на основе квантовых точек
Фото: freepik.com
Так, солнечные панели на квантовых точках — крошечных нанокристаллах — впервые превратили 18,1% полученной солнечной энергии в электроэнергию. Предыдущий рекорд эффективности, который держался почти четыре года, составлял 16,6%.
Открытие постепенно приближает солнечные панели на квантовых точках к эффективности традиционных кремниевых — их рекорд составляет 47,6% переработанной солнечной энергии в электричество.
Как работает технология
Солнечные элементы из кремния взаимодействуют со светом всей поверхностью. Квантовые точки преобразуют свет в поток электронов только там, где они нанесены — точечно, как следует из их названия.
Важно понимать, что определение квантовые в этом случае относится к количественной величине, а не к качественной. Квантовая точка — это крошечная порция полупроводникового материала, взаимодействующая со светом (с фотонами).
Читайте также: Создана умная контактная линза, которая заряжается через веко
Благодаря этому в квантовых точках можно настроить свойства поглощения солнечного света так, что они даже эффективнее кремния будут превращать его в электроэнергию. Кроме того, тогда солнечные панели стали бы легче в производстве, а также тоньше и гибче, что облегчило бы эксплуатацию.
Главной проблемой на пути к этому остается большое количество дефектов при изготовлении панелей из квантовых точек из нетоксичных органических материалов, а также их низкая устойчивость к погодным условиям.
Но ученым удалось обойти одно из основных ограничений в производстве солнечных панелей на квантовых точках — они смогли нанести их на минимальном расстоянии друг от друга, избежав дефектов.
Вас может заинтересовать: Ученые объявили, каким будет последнее изобретение человечества
Для этого квантовые точки покрыли молекулами не используемого ранее йодида аммония: благодаря ему квантовые точки сохраняли свой размер и положение, а также смогли эффективнее обмениваться электронами и лучше поглощать солнечный свет на нужных длинах волн. Квантовые точки при этом изготовили из органического перовскита без содержания токсичных металлов.
Эксперименты показали, что новый метод позволил квантовым точкам не только сохранять эффективность в течение 50 дней, но и работать при температуре в 80 градусов Цельсия и пережить два года хранения. И несмотря на более низкую эффективность таких солнечных панелей по сравнению с кремниевыми, ученые надеются, что исследование ускорит разработку квантовых точек для солнечной энергетики.
Напомним, инженеры американской компании Ambient Photonics разработали солнечные батареи, которые благодаря особому красителю заряжаются даже в условиях слабого освещения, производя при этом много энергии.
Ознакомьтесь с другими важными материалами:
Ученые создали космический двигатель размером с ладонь: для чего
Ученые создали редкометаллическую оперативную память: на что она способна
Ученые нашли сферу, в которой ИИ проигрывает человеку
По материалам New Atlas
