Дослідники в Швейцарії встановили новий рекорд ефективності для нового типу сонячних елементів, досягнувши 30,02% ефективності рівня, який раніше спостерігався тільки в дорогих панелях космічного класу. Прорив, досягнутий командою з Федеральної політехнічної школи Лозанни (EPFL) та Швейцарського центру електроніки та мікротехнологій (CSEM), поєднує традиційні кремнієві елементи з перовскітом, матеріалом, що стрімко набирає популярності в сонячних дослідженнях.
Переваги Перовскіта
Перовскіт вважається “диво-матеріалом”, тому що він здатний значно підвищити ефективність сонячних елементів за межі обмежень стандартних кремнієвих конструкцій. Нове потрійне з’єднання використовує здатність перовскіту захоплювати більше спектра сонячного випромінювання, перетворюючи його на електрику більш ефективно, ніж звичайні елементи.
Значення цього не лише у вищих цифрах, а й у вартості. Багатоперехідні сонячні елементи космічного класу, які можуть досягати ефективності до 37%, є непомірно дорогими для більшості наземних застосувань — вартість становить приблизно в 1000 разів більше за ват, ніж у стандартних елементів. Підхід швейцарської команди спрямовано подолання цього розриву.
Від Лабораторії до Промисловості
Однією з головних проблем із перовскітом було масштабування виробництва за межі лабораторних умов. Хоча матеріал демонструє величезний потенціал, його переведення в довговічні, серійно вироблені елементи було складним завданням. Проте нещодавні вдосконалення конструкції потрійного з’єднання значно покращили як продуктивність, і стійкість.
“Наша перша демонстрація в 2018 році мала ефективність всього 13%, тому досягнення більш ніж 30% ефективності сьогодні в потрійному з’єднанні є чудовим досягненням”, – сказав Крістоф Балліф, керівник Лабораторії фотоелектрики та тонкоплівкової електроніки в EPFL.
За межу 30%: Майбутнє Ефективності Сонячних Елементів
Потенціал не зупиняється на 30%. Дослідники вважають, що потрійні сонячні елементи в кінцевому підсумку можуть перевищити 40% ефективності, відкриваючи двері до ще більш потужних та економічних рішень в галузі сонячної енергетики. Це досягнення є важливим кроком до того, щоб зробити високопродуктивні сонячні технології доступнішими, потенційно змінивши майбутнє відновлюваної енергії.
Наслідки цього прориву далекосяжні, оскільки він може знизити вартість сонячної енергії, одночасно збільшуючи її вихід — критичне поєднання для широкого впровадження та сталого енергетичного майбутнього.
