Сегодня 03 сентября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → фотоэлектричество

Создан первый в мире прототип простого солнечного элемента с потенциальным КПД до 60 %

Команда учёных под руководством исследователей из Мадридского университета Комплутенсе (Universidad Complutense de Madrid) создала первый в мире солнечный элемент с использованием фосфида галлия и титана. Это соединение способно почти вдвое превзойти по эффективности кремний, обещая для одиночного p-n-перехода предельный КПД вблизи 60 %.

 Источник изображения: Universidad Complutense de Madrid

Источник изображения: Universidad Complutense de Madrid

«Наша группа занимается исследованиями этих элементов уже более 15 лет,рассказал изданию PV Magazine ведущий автор исследования Хавьер Олеа Ариза (Javier Olea Ariza). — Мы опубликовали первую статью в серии [работ] в 2009 году, а в нашей последней статье мы перешли к созданию первых реальных устройств. Устройства пока работают плохо, и их текущая эффективность очень низкая. Хотя требуется дополнительная работа, теоретический потенциал этих элементов может достигать эффективности около 60 %».

Самый популярный материал для производства солнечных элементов — это кремний. Ширина запрещённой зоны кремния составляет 1,1 эВ (электронвольт). Согласно пределу Шокли—Квиссера это даёт максимально допустимый теоретический предел КПД для одиночного p-n-перехода из кремния около 32 %. Выше этой величины простым способом большей эффективности для солнечной панели не получить. Необходимо накладывать друг на друга несколько переходов для поглощения разных диапазонов света либо, например, фокусировать свет — повышать его интенсивность тем или иным способом.

Если учёные смогут развить одиночные переходы на основе GaP:Ti, то с его запрещённой зоной шириной 2,26 эВ эффективность преобразования одиночного перехода обещает подняться до 60 %. Но пока проделана только малая часть работы, чтобы двигаться в сторону этого невероятного результата. Учёные лишь зафиксировали, что ранний прототип GaP:Ti-элемента площадью 1 см2 способен эффективно поглощать фотоны для фотоэлектрических преобразований как ниже 550 нм, так и в узкой полосе выше этой отметки. По всей видимости, за последнее в ответе титан. Исследователи начнут работать над созданием прототипа нового элемента с более высоким КПД, с которым уже можно будет задумываться о чём-то большем, чем кремний.

Корейские учёные создали «резиновые» солнечные элементы с рекордной эффективностью

Группа южнокорейских учёных создала эластичные фотоэлектрические ячейки, которые в буквальном смысле можно натянуть на глобус. Если серьёзно, разработка найдёт применение в носимой электронике и робототехнике, поскольку может растягиваться до 40 % от своего первоначального размера и при этом обладает впечатляющим для эластичных фотопанелей КПД на уровне 19 %.

 Источник изображения: KAIST /

Источник изображения: KAIST / Joule

Эластичный фотоэлемент создали в Корейском институте передовых технологий (KAIST) на кафедре химической и биомолекулярной инженерии (CBE) под руководством профессора Бумджуна Кима (Bumjoon Kim). Работа об исследовании была опубликована в одном из декабрьских номеров журнала Joule.

Разработчики отметили, что в связи с быстрым ростом рынка носимых электрических устройств гибкие солнечные элементы, способные одновременно работать и растягиваться, привлекают значительное внимание в качестве источника энергии. Подобные фотоэлементы уже предлагаются учёными коллективами, но их КПД оставляет желать лучшего. Группа профессора Кима нашла решение и сообщает, что добилась наивысшей эффективности среди конкурирующих эластичных солнечных элементов.

С помощью химического связывания учёные совместили полимер с высокой степенью растяжимости с электропроводящим полимером с превосходными электрическими свойствами. Получился проводящий полимер высочайшей эластичности. Он выступил с роли подложки, на которою нанесли солнечные элементы из органического материала. Получившийся гибкий фотоэлемент показал КПД 19 % и способность растягиваться в 10 раз сильнее, чем существующие аналоги. Фактически фотоэлемент оказался способен увеличивать свою длину на 40 % и при этом продолжал оставаться в рабочем состоянии.

Профессор Ким сказал: «Благодаря этому исследованию мы не только разработали самый высокоэффективный в мире растягивающийся органический солнечный элемент, но также важно, что мы разработали новый полимер, который может быть применим в качестве основного материала для различных электронных устройств, который должен быть податливым и/или эластичным».


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
ЕС продолжит строго регулировать технологическую отрасль, несмотря на угрозы Трампа 20 мин.
Cloudflare отразила самую мощную в истории DDoS-атаку — 11,5 Тбит/с в пике 21 мин.
SAP инвестирует более €20 млрд в суверенное облако для поддержки европейских клиентов 22 мин.
Инсайдер: амбициозная Resident Evil Requiem выйдет на Nintendo Switch 2 и даже PS4 33 мин.
ИИ-блокнот Google NotebookLM научился спорить сам с собой в формате аудиообзоров 2 ч.
Конкуренты Google негодуют из-за того, что суд разрешил ей сохранить Chrome 2 ч.
Количество зрителей на Twitch упало до самого низкого уровня за 5 лет из-за борьбы с ботами 3 ч.
«Вы объявили об этом только из-за “Таркова”»: анонс скорого релиза эвакуационного шутера Arena Breakout: Infinite в Steam удивил игроков 3 ч.
ChatGPT получит родительский контроль и научится выявлять психологические проблемы у пользователей 3 ч.
Суд разрешил Google дальше платить Apple миллиарды за установку её поиска в Safari по умолчанию 3 ч.
Tesla рассказала, кто покупает её автопилот — наибольшей популярностью FSD пользуется у владельцев дорогих моделей 50 % 2 ч.
Tesla представила четвёртый «Генеральный план», но так и не разобралась с предыдущими 2 ч.
FS представила оптические коммутаторы DCS-W и 800G LPO-трансивер для задач ИИ и НРС 3 ч.
SpaceX выполнила редкий запуск Falcon 9 с новой первой ступенью — созвездие Starlink пополнили 24 спутника 3 ч.
Intel потратила больше других чипмейкеров на исследования, но ей это не особо помогло 3 ч.
Ядерные отходы станут источником дефицитного трития для термоядерных реакторов 3 ч.
В чем уникальность зум-камеры HUAWEI Pura 80 Ultra? 5 ч.
Гибридный суперчип NVIDIA GB10 оказался технически самым совершенным в семействе Blackwell 5 ч.
«Фантомные» ИИ ЦОД ещё не построены, но уже мешают энергокомпаниям США 6 ч.
Купе Audi Concept C навеяло ностальгию о снятом с производства Audi TT 6 ч.