Новый материал для максимально эффективного использования солнечной энергии

14.06.2019

поднять эффективность солнечных элементов

Мы стали еще ближе к тому, чтобы максимально эффективно использовать наиболее распространенный в мире, чистый и доступный источник возобновляемой энергии – солнце! Физик из Университета Толедо, д-р Янфа Ян, сумел поднять эффективность солнечных элементов до уровня, которых раньше был недоступен. Тем самым он сделал значительный прорыв в химической формуле и процессе создания принципиально нового материала.
тандемный перовскитный солнечный элемент
Работая в сотрудничестве с Национальной лабораторией возобновляемой энергии Министерства энергетики США, д-р Янфа Ян, профессор физики Университета Толедо, предполагает, что его сверх эффективный материал, называемый тандемным перовскитным солнечным элементом, уже совсем скоро будет внедряться в полноразмерные солнечные панели, на потребительском рынке.
Перовскиты, материалы со специальной кристаллической структурой, способны успешно заменить кремний, из которого сейчас производятся солнечные батареи.

эффективные и недорогие солнечные элементы

«Мы производим более эффективные и недорогие солнечные элементы, которые обещают помочь решить мировой энергетический кризис. Это поможет защитить нашу планету для будущих поколений» - говорит д-р Янфа Ян,
В новой исследовательской работе, опубликованной в журнале Science, рассказывается, как команда фотоэлектрических специалистов совершенствует смесь свинца и олова, чтобы сделать технологию максимально эффективной. Их усилия довели эффективность нового элемента до 23 %. Для сравнения, кремниевые солнечные панели имеют эффективность около 18 %.
Ученые использовали химическое соединение, называемое тиоцианат гуанидиния, для значительного улучшения структурных и оптоэлектронных свойств пленок свинцово-оловянного смешанного перовскита.
Около пяти лет назад команда Яна в Университете Толедо определила идеальные свойства перовскитов, и с тех пор он сосредоточил свой 20-летний опыт на изготовлении элементов с перовскитовым соединением, которые объединяют два различных солнечных элемента для увеличения общей электрической мощности, вырабатываемой при использовании двух различные части солнечного спектра.
В прошлом месяце Министерство энергетики США выделило Яну грант в размере 1,1 млн. Долл. США для продолжения его исследований, в сотрудничестве с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии.
Д-р Янфа Ян является экспертом в области физики дефектов и электронных свойств в полупроводниках, синтеза материалов и изготовления тонкопленочных солнечных элементов.

снизить стоимость производства солнечных панелей

«Наше исследование направлено на то, чтобы сделать солнечные элементы более дешевыми и эффективными. Такими, чтобы они могли конкурировать и даже превзойти кремниевую фотоэлектрическую технологию. Наши тандемные солнечные элементы с двумя слоями перовскитов способны снизить стоимость производства солнечных панелей, что является важным достижением в фотоэлектрической промышленности» - сказал д-р Чжаонинг Сонг, доцент кафедры физики и астрономии Университета Толедо, соавтор Яна. 
 «Свинец считается токсичным веществом. Но я полон решимости преодолеть эту проблему, и сотрудничать с солнечной промышленностью, чтобы гарантировать, что солнечные панели, сделанные из этого материала, могут быть переработаны таким образом, чтобы не причинять вреда окружающей среде» - сказал д-р Ян.