Ученые придумали, как получать еще больше энергии из солнечных панелей

Преодолен теоретический предел КПД кремниевых солнечных панелей
10307 08.07.2019 в 08:54




Солнечные панели

Исследователи из MIT заставили один фотон выбивать сразу два электрона, что увеличило теоретический максимум КПД с 29,1 до 35%. Авторы открытия надеются, что дальнейшие эксперименты еще больше увеличат эти цифры.

Традиционно считается, что эффективность стандартных кремниевых фотоэлементов не может превышать 29,1%. Отчасти это связано с тем, что каждый фотон может выбить только один электрон, даже если его энергии достаточно для взаимодействия с двумя. Ученые уже несколько десятилетий пытаются преодолеть это ограничение.

Исследователям из Массачусетского технологического института удалось добиться прорыва в этом направлении. Как сообщает Science Daily, еще шесть лет назад члены команды доказали возможность выбивания двух электронов одним фотоном. Однако в тех опытах использовался малоэффективный органический фотоэлемент.

Теперь же ученым удалось повторить этот эффект в кремниевой солнечной батарее. Именно они сейчас наиболее распространенные.

Ключом к решению задачи стал класс материалов, содержащих возбужденные квазичастицы экситоны. Под их воздействием энергия одного фотона разделяется на два независимых энергетических пакета. Этот процесс известен как синглетное деление экситона.

Самым сложным было связать энергию экситонов с кремнием — неэкситонным материалом. Предыдущие исследования буксовали именно на этом этапе. Команда из MIT добилась успеха за счет добавления тончайшего промежуточного слоя между поверхностным слоем из тетрацена и кремниевым солнечным элементом. Этот переход толщиной всего несколько атомов состоит из оксинитрида гафния.

Объединив три элемента, исследователи удвоили количество энергии, производимой солнечным светом в сине-зеленой части спектра. Это означает увеличение теоретического максимума кремниевых фотоэлементов с 29,1% до 35%.

Авторы разработки отмечают, что ее коммерческое использование начнется не раньше, чем через несколько лет. До этого предстоит оптимизировать используемые кремниевые элементы и протестировать полученные пластины на прочность. Они также надеются, что дальнейшие исследования, например, в области управления свойствами оксинитрида гафния, могут дополнительно повысить КПД фотопанелей.

Источник: hightech
Интересные новости:
08.07.2019
1395
Рахункова палата перевірила використання із держбюджету у 2018 році 11,5 млрд грн на місцеві дороги...
08.07.2019
1910
Мерія зробила ще один крок до початку будівництва Палацу спорту на Сихові...
08.07.2019
1381
В кожному регіоні краще спрацює одна з трьох стратегій відновлення та будівництва доріг...
14.11.2019
697
Студия Heatherwick показала фотографии проекта «1000 Деревьев», строительство которого б...
14.11.2019
746
Новый терминал - часть проекта Rail Baltic, он станет отправной точкой железнодорожной балтийской ли...
14.11.2019
1204
У КМДА розповіли, що голова Шевченківської РДА організував вивезення будівельних матеріалів із двору...