Перовскитные солнечные батареи смогут захватывать больше электричества

Ученые из сингапурского Наньянского технологического университета (НТУ) вместе с коллегами из Университета Гронингена (УГ), Нидерланды, разработали метод анализа лучших пар материалов для следующего поколения перовскитных солнечных батарей.

Техника показывает, какие комбинации собирают максимальное количество электричества, сообщает sciencedaily.com. Профессора Цзы Чэнь Сум (НТУ) и Максим Пшеничников (УГ) использовали сверхбыстрые лазеры для наблюдения за формированием энергетических барьеров при соединении перовскита с материалом, извлекающим заряд.

Солнечные батареи поглощают свет, превращая его в ток. В процессе лучи имеют больше энергии, чем требуется для генерирования электричества. Излишки ведут к формированию «горячих» зарядов. Они быстро (за пиктосекунду) теряют энергию в виде отходящего тепла. Остаются «холодные» заряды, доступные для генерирования тока. Эти потери объясняют теоретический предел эффективности в 33% для стандартных солнечных батарей. Лучшие перовскитные устройства достигли КПД 25%, приблизившись к кремниевым аналогам.

Ученые верят, что быстрое извлечение «горячих» зарядов вместе с «холодными» доведет теоретическую эффективность до 66%. Для этого требуются правильные материалы.

«Наш последний проект показал, насколько «горячими» импульсы могут быть для пересечения энергетического барьера без потери тепла, — сказал Сум. – Выводы указали на необходимость лучше сочетать материалы».

Ранее команда специалиста сообщила, что заряды теряют излишки энергии в перовскитах медленнее, чем в других полупроводниках. Ученые дополнительно понизили скорость процесса, использовав наномерные частицы. Подход упростил извлечение горячих зарядов в виде электричества.

В последних экспериментах группа наблюдала работу солнечных батарей, используя фемтосекундные лазерные импульсы для измерения сверхбыстрых процессов. Специалисты изучили поведение «горячих» зарядов, и как они перемещаются из перовскита в извлекающий материал без потери тепла.

«Такая эффективность позволит повысить мощность установок без увеличения площади поверхности», — сказал Пшеничников.

Выводы исследования опубликованы в Science Advances.

Комментарии

Ваше мнение

  • Ученые создали «невозможный» материал для солнечных батарей

    21.12.2019 / 3:15

    Сотрудники Национальной лаборатории возобновляемой энергии (НЛВЭ) совершили прорыв в сфере солнечных батарей, ранее считавшийся невозможным.

    Ученые успешно ввели источник алюминия в гидридный эпитаксильный реактор паровой фазы (HVPE), сообщает eurekalert.org. Устройство впервые позволило ...

  • Искусственный интеллект поможет создать напыляемые солнечные батареи

    20.12.2019 / 21:51

    Исследователи из Университета центральной Флориды использовали машинное обучение для оптимизации материалов, из которых изготавливают перовскитные солнечные батареи. Искусственный интеллект может ускорить создание напыляемых энергетических систем.

    Команда работала с галоидными ...

  • Микроотверстия сделают солнечные батареи прозрачными

    / 17:04

    Южнокорейские ученые представили недорогую и эффективную стратегию превращения обычных солнечных батарей в прозрачные. Для этого в изделии проделывают отверстия, диаметром около 100 мкм.

    Исследование было проведено специалистами из Корейского университета и Ульсанского национального ...