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