Німецький інститут побив рекорд ефективності сонячних батарей із 32,5 відсотками
Тандемний сонячний елемент, розроблений дослідниками з Helmholtz Zentrum Berlin (HZB), перетворив 32,5 відсотка падаючого сонячного випромінювання на електричну енергію, що є світовим рекордом. Досягнення було сертифіковано Європейською випробувальною установкою сонячної енергії (ESTI) в Італії, йдеться у прес-релізі університету.
У міру зростання попиту на відновлювану енергію дослідники шукають способів підвищення ефективності сонячних батарей. Це дозволяє збирати більше енергії з тієї ж площі землі, яка використовується для вироблення електроенергії. Було досягнуто значного успіху, коли галогенідні перовскіти використовувалися для виготовлення сонячних елементів.
Однак перовскіти схильні до швидкої дегенерації. Тому дослідники зараз працюють над тим, щоб чергувати їх з іншими матеріалами всередині сонячного елемента, щоб збільшити термін їхньої служби. Вони відомі як тандемні сонячні елементи та обіцяють бути комерційно життєздатними.
За даними Управління з енергоефективності та відновлюваних джерел енергії в США, перовскіти збільшили ефективність перетворення енергії сонячних елементів з мізерних трьох відсотків у 2009 році до більш ніж 25 відсотків сьогодні.
Новий світовий рекорд
Дослідники Центру компетенцій у галузі фотоелектрики (PVComB) та лабораторії інновацій HySPRINT у HZB спільно розробили тандемний сонячний елемент, щоб побити світовий рекорд.
Дослідники застосували вдосконалений склад перовскіту та поєднали його з модифікацією інтерфейсу, яка допомогла зменшити рекомбінаційні втрати носіїв заряду. Ефекти цієї модифікації були ретельно вивчені, а потім використані для розробки сонячних тандемних елементів, які також мали оптичні поліпшення.
У сукупності покращення, внесені в конструкцію сонячної батареї, допомогли досягти ефективності перетворення енергії 32,5%, що є світовим рекордом.
Основні успіхи у дослідженнях сонячної енергії
Хоча рекорд сам собою є подвигом, ще більшим досягненням є швидкість прогресу, якого останнім часом досягли дослідження сонячних елементів. Сонячні елементи з Перовскіту дозволили значно підвищити ефективність сонячної енергії, але дослідницькі інститути по всьому світу розсувають межі можливого.
Тільки наприкінці 2021 року HZB побила попередній світовий рекорд ефективності перетворення енергії сонячного елемента, досягнувши 29,8-відсоткового перетворення. Влітку 2022 року Федеральна політехнічна школа Лозанни у Швейцарії подолала 30-відсотковий бар'єр для перетворення енергії, зафіксувавши ефективність 31,3.
У вересні дослідники з Технологічного університету Ейндховена також опублікували свою інновацію про конструкцію сонячного елемента з чотирма висновками з перовскіту та кремнію, яка також подолала 30-відсотковий бар'єр.
З нещодавнім досягненням рекорд може повернутися до HZB, але дослідники з інших інститутів також розсувають межі можливого із сонячними елементами та обіцяють яскравіше та екологічніше майбутнє для планети.
