29.08.2024

Это солнечное покрытие однажды сможет обеспечить ваш телефон энергией

Современные солнечные панели изготавливаются на основе негибких кремниевых пластин, но новая технология может сделать их гораздо более гибкими без потери эффективности.

Современные солнечные панели изготавливаются из фотоэлектрических элементов на основе кремния, но новая технология Оксфордского университета на основе перовскитов может сделать их более гибкими и эффективными.

Эта технология толщиной всего в один микрон больше похожа на пленку, которую можно наносить на различные поверхности, ранее не пригодные для размещения солнечных батарей.

Распространение таких пленок могло бы уменьшить нагрузку на крупные солнечные электростанции, обеспечивающие большую часть наших потребностей в энергии.

Когда вы думаете о «солнечной энергии», на ум приходят огромные акры черных панелей, работающих на кремниевых полупроводниковых солнечных элементах. Хотя эти панели, которые помогли снизить мировую цену солнечной энергии почти на 90 процентов с 2010 года, поставляют столь необходимую возобновляемую энергию, строительство больших участков солнечных ферм и установка панелей на наших крышах — не единственный ответ.

Согласно предстоящему исследованию, ученые из Оксфордского университета создали новый вид поглощающего свет материала, который не зависит от впечатляющих, но негибких фотоэлектрических элементов на основе кремния, которые питают солнечные фермы сегодня. Вместо этого эта технология использует «многопереходный подход», который складывает несколько поглощающих свет слоев, называемых перовскитами, в один солнечный элемент.

Национальный институт передовой промышленной науки и технологий Японии (AIST), который хорошо известен своей командой по калибровке, стандартам и измерениям фотоэлектрических систем, провел независимые испытания, в ходе которых было установлено, что этот новый солнечный элемент достиг эффективности 27 процентов, что означает, что технология преобразовала 27 процентов солнечного света в полезную энергию. Это довольно впечатляюще, поскольку только в идеальных лабораторных условиях кремниевые фотоэлектрические элементы могут достичь аналогичного уровня эффективности, и, по словам исследователей, это только начало.

«Всего за пять лет экспериментов с нашим подходом к стекированию или многопереходному подходу мы повысили эффективность преобразования энергии с примерно 6% до более чем 27%», — сказал в пресс-релизе Шуайфэн Ху, научный сотрудник Оксфордского университета по физике . «Мы считаем, что со временем этот подход может позволить фотоэлектрическим устройствам достичь гораздо большей эффективности, превышающей 45%».

Хотя повышение этих показателей эффективности необходимо для поглощения всей бесплатной, дающей жизнь энергии солнца, эта новая солнечная технология имеет еще одно преимущество перед своим более традиционным кремниевым собратом — она гибкая. Толщина всего в один микрон, что в 150 раз тоньше кремниевых пластин, эта технология работает скорее как покрытие, которое можно наносить на почти бесконечное количество поверхностей, включая рюкзаки, автомобили и мобильные телефоны. Это обеспечивает еще больше поверхностей, которые потенциально могут использовать энергию солнца, что одновременно может снизить потребность в энергии из возобновляемых источников.

Этот прорыв сопровождается несколькими оговорками. Во-первых, перовскиты известны тем, что не так долговечны, как другие солнечные технологии (хотя ученые добились значительных успехов в решении этой проблемы), и создание солнечных элементов в лаборатории — это совсем другое дело по сравнению с их массовым производством. Однако Oxford PV, компания, отделившаяся от Оксфордского университета, была образована в 2010 году для решения многих из этих проблем и в первую очередь для коммерциализации перовскитных фотоэлектрических элементов. По словам соучредителя и главного научного сотрудника Генри Снайта, компания начала массовое производство перовскитных элементов на кремнии с пилотной производственной линии в 2023 году .

«Последние инновации в области солнечных материалов и технологий, продемонстрированные в наших лабораториях, могут стать платформой для новой отрасли, производящей материалы для более устойчивого и дешевого производства солнечной энергии с использованием существующих зданий, транспортных средств и объектов», — сказал Снайт в пресс-релизе.

Подобные инновации не означают, что нам следует замедлить строительство солнечных панелей по всей стране — в конце концов, борьба с изменением климата — это ситуация, когда все на виду. Но если солнечные элементы смогут украсить больше поверхностей и впитать больше бесплатной энергии, ну, все выиграют.

Даррен Орф, редактор-консультант