Hitech logo

Идеи

Созданы прозрачные фотоэлементы из кремния для замены окон

TODO:
Георгий Голованов12 декабря 2019 г., 10:41

Кристаллический кремний благодаря высокому КПД и стабильности стал основным материалом для производства солнечных панелей. Команда корейских специалистов добавила еще одно необычное свойство — прозрачность.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Прозрачные солнечные элементы могли бы открыть для нас новые варианты получения чистой возобновляемой энергии — ими можно было бы заменить стекла в окнах небоскребов, покрыть крыши автомобилей или экраны смартфонов. Преследуя эту цель, некоторые команды ученых обращаются к другим материалам, не таким эффективным или надежным, как кремний. Однако исследователи из Южной Кореи уверены, что найденное ими решение проще и выгоднее, пишет New Atlas.

Ученые пришли к выводу, что кристаллический кремний — лучший материл для разработки стабильных, стекловидных, бесцветных и высокоэффективных солнечных элементов.

«Изначально кремний не прозрачный, так что никто до нас не пытался получить прозрачный кристаллический кремний с нейтральными цветами», — пояснил Се Квон Юн, один из руководителей исследования.

Чтобы добиться прозрачности, Се и его команда решили пробить в фотоэлементе крошечные отверстия размером с человеческий волос. Дыры расположены в заданном порядке и невидимы человеческому глазу, но не ухудшают КПД и стабильность элемента.

Испытания показали, что такой фотоэлемент сохраняет производительность 12,2%. Это, конечно, намного хуже, чем у непрозрачных коммерческих элементов (20 — 25%), но лучше, чем у многих прозрачных образцов из других материалов.

Обычно, когда подобные фотоэлементы ставят вертикально, как окна, то лучи света, падая под пологим углом, приводят к спаду электрического тока примерно на 30%. С новыми «дырявыми» кремниевыми элементами такого спада не зафиксировано: во время испытания производительность снизилась менее чем на 4%.

Теперь ученые намерены изготовить масштабную версию солнечного элемента и добиться КПД в 15%. По их словам, производственный процесс не потребует переоборудования производственных линий, так что у разработки есть коммерческие перспективы.

В этом году ученые из MIT сумели преодолеть теоретический лимит производительности кремниевых солнечных элементов. Они заставили один фотон выбивать сразу два электрона, что увеличило КПД с 29,1 до 35%.