Энергия Солнца. Ученые установили три новых рекорда в технологии создания солнечных батарей

Только в этом месяце было установлено не менее трех рекордов в сфере эффективности солнечных батарей. Первый и второй рекорды были установлены учеными из Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) США.

Их уникальный «шестипереходный» солнечный элемент имеет беспрецедентное преобразование энергии, превращая усиленный свет в электричество с эффективностью 47,1% - самый эффективный в мире в условиях концентрированного освещения. Этот рекорд превзошел предыдущий, установленный всего пару лет назад, на один процент.

«Наше устройство действительно демонстрирует необычайный потенциал многопереходных солнечных элементов», - говорит Джон Гейс, работающий в NREL.

Этому достижению способствовало концентрирование солнечного света до тех пор, пока он не достиг увеличения в 143 раза. Но даже при освещении одного Солнца солнечный элемент лучше, чем любой другой. 

Это является вторым рекордом. Команда протестировала еще одну версию своей шестиконтактной ячейки, не концентрируя свет, и достигла беспрецедентной эффективности в 39,2%. По сути это означает, что теперь еще больше солнечной энергии может быть преобразовано в электричество.

Каждый из шести узлов ячейки специализирован для захвата определенного диапазона света из солнечного спектра. В совокупности устройство содержит 140 слоев светопоглощающего материала, и все же оно в три раза тоньше волоса на вашей голове.

«Одним из способов снижения затрат является уменьшение необходимой площади», - объясняет Райан Франс, специалист по материалам из NREL. «Вы можете сделать это, используя зеркало для захвата света и фокусировки света до точки. Оттачивая свет таким образом, вы не только тратите сотую или даже тысячную стоимость материала, но и сама ячейка становится более эффективной».

Невозможно достичь 100% эффективности из-за законов термодинамики, но достижение 50% было бы вполне достаточно. И Франс говорит, что это «на самом деле вполне достижимо».

Третий рекорд, превзойденный в этом месяце, был достигнут немецкими учеными, которые изобрели новый вид тандемной ячейки. Это устройство толщиной всего несколько микрометров, которое объединяет два разных полупроводника, один для видимых частей светового спектра, а другой для инфракрасного света.

Инженеры из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (HZB) создали новый вид тандемных ячеек из сложенного кремния и перовскита с сертифицированной эффективностью 24,16%.

«Эта комбинация также чрезвычайно легкая и устойчивая к облучению, и может подойти для применения в космических спутниковых технологиях», - говорит Стив Альбрехт из HZB.

Ученые NREL отмечают серьезный рост уровней эффективности во всех типах солнечных элементов с 1976 года, а вот соединения, подобные тем, которые используются в тандемных элементах, показывают эффективность только в последние несколько лет. Тем не менее, с тех пор этот светопоглощающий материал увеличил эффективность больше, чем любой другой материал.

Специалисты утверждают, что это только вопрос времени, когда рекорд поставленный данной тандемной ячейкой сменится другим, и, в следующий раз, ученые ожидают глобального энергетического рекорда, который действительно необходим для серьезного прорыва в сфере возобновляемых источников энергии, пишет ScienceAlert.