Рекордная эффективность сверхтонких солнечных панелей: технический прорыв

Группа ученых из Университета Суррея успешно увеличила уровень энергии, поглощаемой тонкими фотоэлектрическими панелями, на 25%. Их солнечные установки, толщиной всего в один микрометр (1 мкм), преобразуют свет в электричество более эффективно, чем другие, столь же тонкие конструкции, и прокладывают путь к более чистой, зеленой энергии.

 

Как разрабатывались системы

 

В статье, опубликованной в журнале Photonics, Американского химического общества команда подробно описывает, как они использовали характеристики солнечного света для создания неупорядоченного сотового слоя, лежащего поверх кремниевой пластины. Структурно элементы напоминают отражение крыльев бабочки и птичьих глаз, благодаря особенностям которой сотовая конструкция обеспечивает поглощение света под любым углом и улавливает свет внутри солнечного элемента, позволяя генерировать больше энергии. Команда исследователей из Университета Суррея и Имперского колледжа Лондона работала с коллегами-экспериментаторами из AMOLF в Амстердаме над проектированием, моделированием и созданием новой фотоэлектрической батареи.  В лаборатории они достигли коэффициента поглощения 26,3 мА/см2, что на 25 % больше предыдущего рекорда 19,72 мА/см2, достигнутого в 2017 году. Они обеспечили эффективность 21 %, но ожидают, что дальнейшие улучшения повысят этот показатель.

 

Что ждет всю производственную сферу

 

Существует огромный потенциал для использования ультратонких фотоэлектрических элементов. Например, учитывая их легкость, они будут особенно полезны в космосе, ведь с их помощью астронавты смогут реализовать даже самые сложные внеземные проекты. Поскольку установки используют гораздо меньше кремния, ученые надеются, что здесь, на Земле, также будет экономия средств на производстве, плюс может открыться потенциал для получения большей выгоды от Интернета вещей и создания зданий с нулевым потреблением энергии, питаемых локально.