close-btn

Створено найефективніші у світі сонячні батареї на квантових точках: як працюють

Дослідники з Ульсанського національного інституту науки та технологій (UNIST) у Південній Кореї створили найефективніші на сьогодні сонячні панелі на основі квантових точок

Сонячна панель

Фото: freepik.com

Так, сонячні панелі на квантових точках — крихітних нанокристалах — вперше перетворили 18,1% отриманої сонячної енергії на електроенергію. Попередній рекорд ефективності, який тримався майже чотири роки, складав 16,6%.

Відкриття поступово наближає сонячні панелі на квантових точках до ефективності традиційних кремнієвих — їх рекорд становить 47,6% переробленої сонячної енергії на електрику.

Як працює технологія

Сонячні елементи із кремнію взаємодіють зі світлом всією поверхнею. Квантові точки перетворять світло на потік електронів тільки там, де вони нанесені — точково, як випливає з їхньої назви.

Важливо розуміти, що визначення квантові в цьому випадку належить до кількісної величини, а не до якісної. Квантова точка – це крихітна порція напівпровідникового матеріалу, що взаємодіє зі світлом (з фотонами).

Читайте також: Створено розумну контактну лінзу, яка заряджається через повіка

Завдяки цьому у квантових точках можна налаштувати властивості поглинання сонячного світла так, що вони навіть ефективніше за кремній перетворюватимуть його на електроенергію. Крім того, тоді сонячні панелі стали б легшими у виробництві, а також тоншими й гнучкішими, що полегшило б експлуатацію.

Головною проблемою на шляху до цього лишається велика кількість дефектів при виготовленні панелей з квантових точок із нетоксичних органічних матеріалів, а також їхня низька стійкість до погодних умов.

Але вченим вдалося обійти одне з основних обмежень у виробництві сонячних панелей на квантових точках — вони змогли нанести їх на мінімальній відстані одна від одної, уникнувши дефектів.

Вас може зацікавити: Науковці оголосили, яким буде останній винахід людства

Для цього квантові точки вкрили молекулами не використовуваного раніше йодиду амонію: завдяки йому квантові точки зберігали свій розмір і положення, а також змогли ефективніше обмінюватися електронами й краще поглинати сонячне світло на потрібних довжинах хвиль. Квантові точки при цьому виготовили з органічного перовскіту без вмісту токсичних металів.

Експерименти показали, що новий метод дозволив квантовим точкам не лише зберігати ефективність протягом 50 днів, а й працювати за температури у 80 градусів Цельсія та пережити два роки зберігання. І попри нижчу ефективність таких сонячних панелей порівняно з кремнієвими, вчені сподіваються, що дослідження прискорить розробку квантових точок для сонячної енергетики.

Нагадаємо, інженери американської компанії Ambient Photonics розробили сонячні батареї, які завдяки особливому барвнику заряджаються навіть в умовах слабкого освітлення, виробляючи при цьому багато енергії

Ознайомтесь з іншими важливими матеріалами:

Учені створили рідкометалеву оперативну пам’ять: на що вона здатна

Створено бездротову зарядку, яку можна імплантувати в тіло

Вчені знайшли сферу, в якій ШІ програє людині

За матеріалами New Atlas

google news
credit link image
×
Підписуйтесь на нас в Telegram та Viber!