17.02.2017
Производство солнечных батарей станет значительно проще
КПД новых перовскит- солнечных батарей достигло 20,1 %.
Благодаря новым инженерным инновациям печать солнечных батарей вскоре может стать столь же простым и недорогим процессом, как печать газет. Доктор Хейрен Тан и его команда сумели убрать производственный барьер, и сделали вклад в развитие относительно нового класса солнечных устройств, таких, как солнечные батареи из перовскита. Эта альтернативная технология может привести к минимизации стоимости модулей, фактически с ней любую поверхность можно будет легко превратить в солнечный модуль.
"Масштабирование значительно снизит стоимость производства", сказал профессор Тед Сарджент, специалист в области новых солнечных технологий, «Перовскит- солнечные батареи, с сочетанием в них кремния и перовскита, позволят нам использовать методы, применяемые в полиграфии, и производить модули с минимальными затратами, при низкой температуре».
Сегодня практически все солнечные элементы изготавливают из тонких пластин кристаллического кремния, при температуре выше 1000 градусов по Цельсию, с использованием опасных растворителей.
Перовскитовые солнечные батареи – это слой мельчайших кристаллов, изготовленных из недорогих, светочувствительных материалов. Перовскиты же можно превратить в жидкость, которую можно легко нанести на стекло, пластик или другой материал, с использованием обычной струйной печати. Но есть небольшая проблема – электроны, генерирующие электричество, извлекаются из кристаллов в особом селективном слое ESL, сложность производства этого слоя пока сдерживает развитие перовскит- солнечных устройств.
Доктор Хейрен Тан и его коллеги разработали новую химическую реакцию, которая позволяет создавать слой ESL из наночастиц в растворе, на верхней части электрода. Необходимая для этого температура всего 150 градусов. Эффективность солнечных элементов, сделанных с использованием нового метода, выше на 20,1 %.
Еще одним преимуществом инновационных модулей является стабильность. Многие перовскитовые батареи существенно снижают производительность спустя всего несколько часов, однако элементы Тана сохраняют более 90 % своей эффективности даже спустя 500 часов использования.
Профессор химического департамента университета Чикаго, эксперт по инновационным солнечным решениям Люпинг Юй по этому поводу сказал: «Для того чтобы повысить эффективность кремниевых солнечных элементов, в технологиях следующего поколения слои из наночастиц должны быть совместимы с готовой ячейкой, а процесс должен проходить при умеренной температуре».
Существенное снижение температуры обработки во время производственного процесса открывает целый ряд новых, удивительных возможностей для применения перовскита- солнечных батарей везде - от чехлов для смартфонов, которые обеспечат возможность зарядки, до солнечных тонированных стекол, самостоятельно производящих электроэнергию. В ближайшей перспективе технология, предложенная Таном, может быть использована в сочетании с обычными солнечными элементами.
«С помощью нашего низкотемпературного процесса мы могли бы наносить перовскит- слой непосредственно поверх кремния, не повреждая основной материал», сказал Тан, «Гибридные клетки перовскита кремния могут дать рост КПД до 30 %, это сделает солнечную энергию значительно более дешевой и доступной».