Logo
Cover

Несмотря на прогресс в преобразовании солнечного света в электрическую энергию ее серьезным ограничением остается смена дня и ночи. Американские ученые сообщили о прорыве в этом направлении исследований — они создали новый тип системы получения солнечной энергии, которая бьет рекорды эффективности среди всех существующих технологий. К тому же она позволяет генерировать чистое электричество круглые сутки.

«С помощью нашей архитектуры эффективность сбора солнечной энергии может быть увеличена до термодинамического предела, — сообщил Бо Чжао, профессор Университета Хьюстона и руководитель проекта. Термодинамический предел — это абсолютный максимум эффективности конверсии солнечного света в электричество.

В традиционной солнечной термофотовольтаике (СТФВ) для достижения большей эффективности используется промежуточный слой, пишет Science Daily. Его лицевая сторона, направленная к свету, абсорбирует фотоны. Солнечная энергия преобразуется в тепловую и нагревает промежуточный слой. Но термодинамическая эффективность ограничивает СТФВ на уровне 85,4%, что намного ниже, чем так называемый предел Ландсберга, абсолютный предел эффективности получения солнечной энергии, который равен 93,3%.

Команда профессора Чжао показала, что дефицит эффективности вызван неизбежной обратной эмиссией промежуточного слоя. Ученые предложили решение этой проблемы: необратимые системы СТФВ, которые используют промежуточный слой с необратимыми излучательными способностями. Такой слой мог бы подавлять обратную эмиссию и направлять больше фотонов в сторону фотоэлемента.

Такой новаторский подход позволяет достичь предела Ландсберга, что на практике открывает возможность к существенному увеличению производительности фотоэлементов.

Помимо этого, новая технология обещает сделать солнечные панели более компактными и гибкими. В одном из вариантов использования СТФВ можно объединить с экономной системой хранения тепловой энергии, которая будет генерировать электричество круглые сутки.

Команда ученых из США совершила недавно прорыв в разработке перовскитовых фотоэлементов. Уникальная архитектура обеспечила подтвержденное увеличение производительности до 24% при солнечном освещении. Это наивысший показатель для устройств такого типа.