Прозрачен електрод поставя основата за прозрачни слънчеви клетки

За да може един ден да се разработят прозрачни слънчеви клетки, благодарение на които прозорците да станат и соларни панели, международен екип от учени демонстрира наскоро нов тип прозрачни електроди. Те могат да функционират като ключов градивен елемент на прозрачните PV клетки. Изобретението преодолява някои проблеми с производителността, установени при досегашните опити за направа на прозрачни електроди. Това кара учените да смятат, че са поставили основите за за модерни тандемни слънчеви клетки, които съчетават силните страни на две отделни, но взаимно допълващи се технологии.

Слънчевите клетки, базирани на силиций, са основа на слънчевите технологии в продължение на десетилетия. Напоследък обаче се вижда, че клетките, базирани на перовскити, напредват и вече са доста по-приложими. Постоянно подобряващата се тяхна ефективност поставя перовскитните слънчеви клетки на преден план в разговорите за възобновяемата енергия. Една вълнуваща възможност включва комбинирането им с традиционни силициеви клетки, за да се намалят разходите и да се предложи по-голяма ефективност на преобразуване.

Тандемните слънчеви клетки са във фокуса на най-ново изследване, което всъщност се основава на по-ранната работа по електродните материали за перовскитните слънчеви клетки. Учените са показали как ултратънките филми от злато могат да се използват като прозрачни електроди за тези клетки. Досега обаче те винаги са имали трудности да създадат еднороден слой. А това води до лоша проводимост. Сега авторите на новото проучване са установили, че използването на хром като основополагащ слой за златния филм решава тези проблеми.

„Обикновено когато „отгледате“ тънък слой от нещо като злато, наночастиците ще се групират и ще се събират, подобно на като малки острови“, казва Донг Янг, главен асистент по материалознание и инженерство в Penn State. „Хромът има голяма повърхностна енергия, която осигурява добро място за „отглеждане“ на златото отгоре. Това всъщност позволява на златото да образува непрекъснат тънък филм“.

Ултратънките електроди са се оказали стабилни като част от работеща перовскитна клетка и са демонстрирали висока ефективност при тестването. Перовскитната клетка е показала 19,8% ефективност, което – според екипа – е рекорд за полупрозрачна клетка. Комбинирането му със силициева клетка за формиране на тандемна версия води до ефективност от 28,3% – в сравнение с 23,3%, предлагани от чисто силициева клетка.

„Пет процента подобрение на ефективността е огромно“, казва авторът на изследването Шашанк Прия. „Това по същество означава, че преобразувате около 50 вата повече слънчева светлина за всеки квадратен метър материал от слънчеви клетки. Слънчевите ферми могат да се състоят от хиляди модули, така че постижението означава добавяне на много електроенергия“.

Все още има работа по превръщането на откритията в реална слънчева клетка, предлагана на пазара. Но учените казват, че са се справили с два важни въпроса в развитието на тандемните слънчеви клетки, а именно прозрачността и проводимостта на горния електрод.

„Прозрачните слънчеви клетки някой ден биха могли да намерят място по прозорците на домове и офис сгради, генерирайки електричество от слънчева светлина, което иначе би било загубено“, казва Кай Уанг, главен асистент по материалознание и инженерство в Penn State и съавтор на изследването. Изследването е публикувано в списание Nano Energy.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*