Technologie vrstvených solárních článků vykazuje rekordní úrovně …

Podle Michaela McGehee, profesora na katedře chemického a biologického inženýrství a jednoho z autorů příspěvku výzkumného týmu, představují solární články ročně 30 miliard dolarů průmyslu. Kombinace článků s jedinečnou kombinací prvků a nadějí týmu CU Boulder připraví půdu pro jasnější budoucnost sluneční energie.

Perovskitové / křemíkové solární články. Obrázek s laskavým svolením Dennis Schroeder / NREL.

Perovskitové vrstvy na křemíku

Již několik let jsou křemíkové solární články standardem v solárním průmyslu. Dnešní solární články na bázi křemíku však dokážou přeměnit pouze 18% až 21% solární energie na užitečnou elektřinu a dosáhnou přibližně 26,6%. Aby byly solární články efektivnější, vzal výzkumný tým perovskitový solární článek, krystalickou strukturu, která sbírá fotony s vyšší energií, a umístil jej na jeden z těchto křemíkových solárních článků, které zachycují fotony v infračervené části. světelné spektrum Kombinované, perovskitové a křemíkové solární články dosahují účinnosti 27%. To představuje třetinové zvýšení produktivity 21% silikonového článku.

Dopad na účinnost solárních panelů I když se to může zdát jako nepatrný nárůst, ve skutečnosti to představuje dramatické zlepšení. Solární články ztrácejí několik „procentních bodů“ svého potenciálu přeměny, pokud jsou použity na velkou plochu, jako je solární panel. Proto je průměrná účinnost solárních panelů nižší než skutečné maximum. To znamená, že musí být instalováno více solárních panelů, aby se dosáhlo vyšší úrovně účinnosti, což znamená vyšší celkové náklady. Umístěním perovskitového solárního článku na křemík se však celková účinnost výrazně zvýší. aniž byste museli instalovat tolik panelů, abyste dosáhli srovnatelného množství energie.

Michael, McGehee, hlavní řešitel týmu CU Boulder, a vyvinuli nízkonákladový solární článek, který významně zvyšuje účinnost solárních panelů. Obrázek s laskavým svolením CU Boulder.

Levnější řešení

Není to poprvé, co vědci zvýšili účinnost stratifikací solárních článků. Tandemové nebo vícelinkové solární články byly vyvinuty v 70. letech a mohou dosáhnout téměř 50% úrovně účinnosti. Bohužel jsou velmi drahé a často kvůli cenám přicházejí s cenovkami až 80 000 USD / m2. Výzkumný tým Cu Boulder zvolil jiný přístup a podařilo se mu vytvořit jejich buňky. Při stokrát nižší ceně. Tento „tajný vzorec“ pochází z použití jedinečné ternární halogenidové slitiny chloru, bromu a jodu, slovy McGehee.

Je třeba si dát pozor na rostoucí solární trh

Solární články mají ideální šířku pásma [el espacio entre los niveles de energía] a brom může být použit ke zvýšení tohoto. Pokud jsou ale tyto prvky použity s jódem a vystaveny světlu, bývají na místě. A i když se předchozí studie pokoušely používat společně chlór a jod, nebylo možné včlenit dostatek chloru do perovskitové krystalové struktury kvůli rozdílné velikosti částic prvků, ale různým množstvím bromu, chloru a jodu, tým CU Boulder snížil krystalovou strukturu a umožnil vstup více chloru, účinnost solárního článku Vzhledem k tomu, že trh se solární energií roste přibližně o 30% ročně, jsou účinnost, náklady a dlouhověkost klíčovým faktorem toho, že se nové technologie stanou hlavním proudem. McGehee je optimistický ohledně potenciálu širokopásmového perovskitového solárního článku týmu, který vykazuje minimální změnu účinnosti po 1000 hodinách intenzivního testování tepla a světla.