Щоб значно підвищити ефективність сонячних батарей, дослідники вирішили додати до вже звичного кремнію ще один матеріал
Сонячні батареї. Фото: unsplash.com
Команда вчених з Технічного університету Данії змогла створити робочий прототип кремнієвої сонячної батареї з додаванням селену. Така комбінація дозволить зробити батареї ефективнішими на 40%. Про це йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі PRX Energy.
Сонячні батареї стали революцією у сфері електроенергії. Це зменшило залежність від викопного палива, що призвело до скорочення викидів парникових газів, які провокують зміни клімату.
Однак сонячні елементи ще мають багато можливостей для вдосконалення — наразі вони вловлюють приблизно 27% енергії сонячного світла, яке на них потрапляє.
І вчені знайшли спосіб обійти неефективність, притаманну кремнієвим сонячним елементам. Він полягає в додаванні шарів інших матеріалів, які також захоплюють частину сонячної енергії. Це збільшує довжину хвилі, яку можна поглинути.
Читайте також: Науковці створили інноваційну батарею з піску
Як створили новий матеріал
В рамках нового дослідження науковці використали селен — напівпровідниковий матеріал. Він використовувався для виготовлення сонячних батарей до того, як кремній був визнаний більш придатним. Селен має здатність вловлювати додаткові частини спектра сонячного світла, що робить його ідеальним доповненням до кремнію.
Новий матеріал науковці створили за принципом «сендвічу». Вони почали зі стандартної кремнієвої основи, додали кілька оксидних шарів, а потім додали тонку плівку селену. Випробування показали, що комбінований елемент здатний генерувати 1,68 вольта електроенергії, а його ефективність перетворення сягає 2,7%.
Архітектура пристрою триконтактної монолітної селеново-кремнієвої сонячної батареї. (a) Схематичне зображення структури пристрою з використанням ZnMgO або TiO2 як контакту n-типу. (b) Зображення SEM поперечного перерізу тандемної сонячної батареї. Також показані фотографії пристрою. Фото: journals.aps.org
Вас може зацікавити: Вчені розробили «водяні батарейки» — на що здатні
Вчені називають створений елемент дуже перспективним, оскільки його ефективність можна збільшити в 10 разів, покращивши опір, що зменшить втрату напруги. За їх розрахунками, після допрацювання матеріалу ефективність сонячних батарей підвищиться приблизно на 40%.
Цей прорив відкриває нові перспективи для розвитку більш ефективних сонячних батарей, які можуть стати ключем до більш стійкої та екологічно чистої енергетики майбутнього.
Нагадаємо, фізикам вдалось створити інноваційну конструкцію сонячних батарей, яка здатна значно підвищити їх ефективність у майбутньому. За допомогою комп’ютерного моделювання вчені з Університету Падерборна створили тонкий шар органічного матеріалу, відомого як тетрацен, щоб збільшити вихід корисної енергії.
Ознайомтесь з іншими матеріалами на тему:
Учені створили матеріал для розробки новітніх сонячних батарей
Створено найефективніші у світі сонячні батареї на квантових точках: як працюють
Вчені створили батарею, яка працює пів століття без підзарядки
За матеріалами TechXplore
