Сонячні панелі будуть кращими і дешевшими: вчені придумали, як усунути головні недоліки

Інженери виявили, що викликає деградацію панелей, і речовину, яка її зупиняє.

Вчені змогли підвищити ефективність і довговічність сонячних елементів на основі перовскіту, зменшивши ступінь їхньої деградації. Вони опублікували своє дослідження в журналі Energy and Environmental Science, передає сайт SciTechDaily.

Міжнародна група інженерів під керівництвом Університету Суррея у співпраці з Імперським коледжем Лондона виготовила сонячні елементи на основі свинцево-олов'яного перовскіту, які досягають ефективності перетворення енергії (PCE) понад 23% — це кількість сонячного світла, що перетворюється на корисну електроенергію. Це один із найкращих показників для такого матеріалу. Важливо також те, що нова технологія збільшила термін служби на 66%.

Зараз на дахах багатьох будинків встановлені кремнієві сонячні панелі, але на ринку вже з'являються так звані тандемні панелі, які об'єднують кремній і перовскіт. Поєднання цих матеріалів підвищує ефективність, оскільки вони поглинають різний спектр світла.

Очікується, що наступним великим кроком у розвитку технології стануть панелі, повністю виготовлені з поліпшеного перовскіту. Але поки що перовскітні елементи, особливо свинцево-олов'яні, мають досить слабкі показники перетворення енергії. Вченим же виявили приховані механізми, які спричиняють втрату ефективності та стабільності. Ці знання дали змогу визначити стратегію для усунення недоліків.

Фізики ввели йод-відновлювальну речовину для пригнічення хімічних реакцій, які спричиняють деградацію елементів з плином часу. Цей підхід не тільки збільшив ефективність свинцево-олов'яних сонячних елементів, а й подовжив їхній термін служби, зробивши їх більш практичними та економічно ефективними для довгострокового використання.

"Досягнення є важливим кроком на шляху до високоефективних, довговічних сонячних панелей, які нададуть більшій кількості людей доступ до доступної чистої енергії, водночас знижуючи залежність від викопного палива і глобальних викидів вуглецю", — заявив аспірант Хашині Перера, головний автор дослідження.

Його співавтор, доктор Імалка Джаявардена, додав, що поліпшення перовскітних елементів наближає людство до виробництва дешевших і надійніших сонячних панелей. Команда вже працює над удосконаленням матеріалів, процесів та архітектури пристроїв. Університет Суррея вже будує сонячну ферму потужністю 12,5 МВт, щоб протестувати свої модулі.