Опрос
|
реклама
Быстрый переход
В Китае создали самую эффективную солнечную ячейку из перовскита и кремния — её КПД на грани теоретического предела
12.07.2025 [10:09],
Геннадий Детинич
Китайская компания Longi, известная своим развитым производством коммерческих солнечных панелей, сообщила о достижении самой высокой эффективности тандемной солнечной ячейки, созданной на основе кремния и перовскита. КПД новой разработки составил 34,85 %, что превзошло предыдущий рекорд в 34,6 %, установленный той же компанией в сентябре 2024 года. Новое достижение вплотную приблизилось к теоретическому пределу ячеек такого типа, который составляет 35 %. 
Источник изображения: Longi Чем ближе эффективность солнечной ячейки к теоретическому пределу, тем труднее добиться дальнейшего прогресса. Большинство научных источников считает, что для однопереходной тандемной ячейки из кремния и перовскита, где каждый из материалов обладает чувствительностью к своему собственному спектру и почти не перекрывается с другим, теоретический предел КПД равен 35 %. Китайская Longi продемонстрировала ячейку с КПД практически на уровне 34,9 %. Именно такое значение указано в своеобразной «Книге рекордов», которую ведёт американская лаборатория NREL. Для достижения нового рекорда исследователи провели столь глубокую настройку материалов, о которой ещё недавно и не задумывались. Они создали асимметричную молекулу переходного слоя с дырочной проводимостью, которая своей утолщённой стороной заполняет неровности на поверхности кремниевого слоя, далёкого от идеала. При этом верхний край молекулы идеально выравнивается при контакте с перовскитом. Это улучшает проводимость дырок и защищает их от рекомбинации с электронами, что позволяет избежать паразитного излучения. 
Источник изображения: NREL Новый материал для переходного слоя получил название HTL201 (hole transport layer). Дополнительно он предотвращает образование оксидных плёнок на поверхности перовскита и кремния. При тестировании в стандартных условиях освещённости тандемный солнечный элемент Longi площадью 1 см² показал эффективность 34,85 %, напряжение холостого хода — 2,001 В, плотность тока короткого замыкания — 20,64 мА/см², а коэффициент заполнения составил 83,79 %. В Longi считают это выдающимся результатом и надеются со временем реализовать данную технологию в коммерческих солнечных панелях. Солнечную плёнку научились печатать в рулонах как обои
07.03.2025 [03:03],
Геннадий Детинич
Британская компания Power Roll совместно с учёными Университета Шеффилда сообщила о прогрессе в рулонном производстве солнечной плёнки из перовскита. Улучшенный процесс обещает снижение стоимости тонкоплёночных солнечных панелей и более высокий КПД выработки электричества. Такие панели в виде плёнки можно будет наклеить куда угодно, превратив любую свободную поверхность в генератор энергии. 
Источник изображений: Power Roll Компания Power Roll работает над технологией рулонного производства солнечных плёнок из перовскита с 2012 года. Задача компании — создать техпроцесс максимально недорогого и быстрого выпуска больших объёмов солнечных панелей. Рулонный способ проката подходит для этого идеально. В Power Roll уверены, что в скором будущем они смогут производить объём тонкоплёночной продукции достаточный для выработки 1 ГВт солнечной энергии. Сотрудничество с учёными Университета Шеффилда помогло ещё немного приблизить эту мечту. Совместная работа привела к пересмотру конструкции ячеек. Все токопроводящие контакты были перенесены на обратную сторону плёнки, чтобы они не заслоняли свет перовскитным ячейкам. Это традиционный подход при производстве солнечных панелей — с контактами на обратной стороне. Используя этот опыт, Power Roll повысила КПД панелей на 12,8 %, а также избавилась от индия в составе токпроводящих контактов, что сделает производство дешевле. Интересен способ изготовления тонких панелей Power Roll. В процессе обработки на них происходит своего рода тиснение, которое делает в материале множество параллельных микроканавок. На одном квадратном метре находится 500 000 микроканальных структур, покрытых проводящими материалами и фотоактивными чернилами из перовскита. Слои защитной плёнки позволяют печатным рулонам оставаться стабильными и повышают их долговечность.  Можно предположить, что микроканальная структура позволяет лучше собирать непрямой свет, а также делает материал устойчивым к деформациям. Разработка выглядит интересной, но пока команда не готова говорить о переходе к массовому производству. Образцы всё ещё тестируются с применением рентгеновских сканеров, что даёт возможность отладить техпроцесс равномерного нанесения слоёв и избежать дефектов в случае массового производства. Немецкие учёные создали лучшие в мире солнечные ячейки из перовскита и плёнок CIGS
06.02.2025 [22:36],
Геннадий Детинич
Учёные из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (HZB) и исследователи из Берлинского университета имени Гумбольдта (Humboldt University Berlin) сообщили о регистрации рекордного КПД новых тандемных солнечных ячеек, использующих перовскит и соединение CIGS. Оба материала позволяют создавать тонкоплёночные ячейки, поэтому даже в паре они остаются гибкими. 
Источник изображения: HZB В изготовлении новых тандемных солнечных ячеек участвовали исследователи обоих учреждений. Учёные из HZB создали контактные слои, включая базовый слой под элементом, а также нижний чувствительный слой из меди, индия, галлия и селена, который обозначается аббревиатурой CIGS. Исследователи из HZB также изготовили верхний слой — перовскитный. Контактный слой, соединяющий перовскит и CIGS, был разработан и произведён в совместной лаборатории. Именно он обеспечил прорыв — наивысшую эффективность среди аналогичных решений. При испытаниях новый тандемный элемент продемонстрировал КПД на уровне 24,6 %. Рекорд подтвердил уполномоченный Институт солнечных энергетических систем Фраунгофера во Фрайбурге (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE in Freiburg). Исследователи заявили, что созданные ими тандемные перовскит-CIGS ячейки обладают потенциалом эффективности до 30 % и выше, который они попытаются раскрыть в дальнейшей работе. В Южной Корее скрестили солнечные панели и суперконденсаторы — они подходят для мощных потребителей
31.12.2024 [23:12],
Геннадий Детинич
Учёные из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (DGIST) в Южной Корее представили гибрид солнечной панели и суперконденсатора, что даёт ряд преимуществ по сравнению с традиционными солнечными панелями. Прежде всего, гибридные панели способны отдавать большую мощность потребителю, чем не могут похвастаться обычные панели. Также встроенные в панели суперконденсаторы способны накапливать энергию на месте, улучшая эффективность солнечной системы. 
Источник изображения: DGIST Исследовательская группа значительно улучшила производительность существующих аналогов суперконденсаторов за счёт использования электродных материалов на основе переходных металлов (таких, как марганец, кобальт, медь, железо, цинк и другие) и предложила новую технологию накопления энергии, которая сочетает суперконденсаторы с солнечными элементами. Предложенная технология значительно улучшила производительность устройств хранения энергии, продемонстрировав значительные достижения в области плотности энергии, мощности и стабильности заряда и разряда. Достигнутая в исследовании плотность энергии составляет 35,5 Вт·ч/кг, что значительно выше, чем накопление энергии на единицу веса в предыдущих исследованиях (5–20 Вт·ч/кг). Плотность мощности достигает внушительных 2555,6 Вт/кг, что значительно превышает значения, полученные в предыдущих исследованиях (до 1000 Вт/кг). Разработка демонстрирует способность быстро высвобождать большую мощность, обеспечивая немедленную подачу энергии даже для мощных устройств. Кроме того, отмечены незначительные потери в ёмкости при повторных циклах зарядки и разрядки, что подтверждает пригодность устройства к длительному использованию. Наконец, эффективность встроенной системы накопления достигла 63 % и общего КПД на уровне 5,17 % при освещении 10 мВт/см2 (это примерно в 10 раз слабее, чем в среднем от солнца в безоблачный день). В этих параметрах исследователи видят большой потенциал для будущих коммерческих разработок, но они, безусловно, нуждаются в дальнейшем улучшении, прежде чем попадут на рынок. Стены зданий будут генерировать электричество — в Европе разработали солнечный кирпич с перовскитом
07.11.2024 [12:30],
Геннадий Детинич
Группа европейских учёных во главе с исследователями из Международного университета Каталонии (UIC) впервые интегрировала перовскитные солнечные элементы в строительные материалы для облицовки зданий и возведения стен. «Солнечный кирпич» разработан для простых приёмов при монтаже без необходимости кладки на цемент. С его помощью можно будет создавать собирающие солнечную энергию фасады и крыши, напрямую вовлекая архитектурные решения в генерацию. 
Источник изображений: Universitat Internacional de Catalunya Исследователи проработали вопрос интеграции перовскитных элементов со сторонами 99 × 99 мм в кирпичи из так называемой текстильной керамики. Это панели с рельефом, напоминающим грубую ткань. В ЕС в 2011 году была запатентована уникальная конструкция кирпича и технология его сухой кладки с фиксацией на стальной арматуре. Технология позволяет рабочим без особой квалификации быстро облицовывать фасады и стены, включая покрытие поверх теплоизоляции. Исследователи представили экспериментальный солнечный кирпич со сторонами 300 × 117 мм. Солнечный элемент устанавливается на него всухую в процессе крепления на L-образные стальные контакты, утопленные в керамику. От контактов идут стальные дорожки вверх и вниз для соединения с выше и ниже лежащими элементами (кирпичами). Соединение производится электросваркой. Позже выяснилось, что канавки в кирпичах оказались самым слабым местом конструкции — они увеличивали риск растрескивания кирпичей, и этот момент потребует доработки для вывода разработки на рынок.  Электросварка также оказалась неидеальным решением. При тестировании стены из солнечных кирпичей на вибрацию на частоте 10 Гц одно из мест сварного соединения разрушилось. Очевидно, надёжность соединений также необходимо изучить более тщательно. В целом, было установлено, что солнечный кирпич хорошо зарекомендовал себя «в общих чертах» с точки зрения возможностей выхода на рынок, при этом основная проблема заключалась в разрушении керамических изделий. «В будущих исследованиях необходимо пересмотреть дизайн солнечного кирпича», — заключили учёные. |
© 1997—2026 3DNews
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
