Wiadomości o energii słonecznej: nowy rekord wydajności dwuwarstwowych ogniw słonecznych

Nowy rodzaj cienkowarstwowych ogniw słonecznych opracowanych przez naukowców z UCLA Samueli School of Engineering właśnie pobił rekord efektywnego pozyskiwania energii ze światła słonecznego. Dodając nową warstwę do zwykłych ogniw słonecznych, naukowcy szacują, że mogą obniżyć koszty energii słonecznej o około jedną piątą, w stosunkowo prostym procesie, który można łatwo włączyć do głównego nurtu produkcji ogniw słonecznych.

Nowa technika obejmowała związek zwany perowskitem, który jest połączeniem ołowiu i jodu, który dobrze wychwytuje energię ze światła słonecznego. Naukowcy spryskali perowskitem tradycyjne ogniwa słoneczne, tworząc cienką drugą warstwę. Te „dwuwarstwowe” ogniwa słoneczne zebrały znacznie więcej energii. Wyniki opublikowano dziś w czasopiśmie Nauka.

„Pobieramy energię z dwóch różnych części widma słonecznego w tym samym obszarze urządzenia”, powiedział Yang Yang, profesor nauk o materiałach w UCLA Newsroom UCLA. „Zwiększa to ilość energii generowanej ze światła słonecznego w porównaniu z samą warstwą CIGS”.

Co najważniejsze, wytwarzanie perowskitu jest tanie i niedrogie, co oznacza, że ​​cały proces można teoretycznie łatwo włączyć do procesu produkcji tradycyjnych producentów paneli słonecznych.

Zespół rozpoczął od tradycyjnej komórki, która była w stanie samodzielnie zebrać około 18,7 procent energii słonecznej. Podstawowa komórka była niewielka, miała zaledwie dwie tysięczne grubości. Następnie dodali jeszcze cieńszą warstwę wykonaną z perowskitu do bazy, wykorzystując nowy typ nanoskalowego interfejsu, który opracowali naukowcy, co pomogło zwiększyć napięcie.

Zamiast 18,7% te nowe komórki były w stanie wychwycić 22,4% energii słonecznej, co stanowi wzrost o około 20%. Zespół ma nadzieję na dalsze ulepszanie ogniw i zwiększenie wydajności do 30 procent.

Taktyka, która może zwiększyć efektywność energii słonecznej, ma ogromne znaczenie dla transformacji energii odnawialnej, maksymalna teoretyczna wydajność najbardziej powszechnego rodzaju ogniwa fotowoltaicznego wynosi tylko 29 procent. Jak pisaliśmy w poprzedniej historii, „światło słoneczne odbija się, pochłania jako ciepło odpadowe i generalnie nie jest przekształcane w energię elektryczną”.

Ich nowa innowacja pomogła również grupie rozbić poprzedni rekord wydajności tandemowego ogniwa słonecznego perovskite-CIGS, które wynosiło zaledwie 10,9%. Ta płyta została cofnięta w 2015 r. Przez grupę naukowców pracujących z IBM.