Ще один прорив для NREL: 24-відсотковий ККД для сонячних елементів з титаніту кальцію

NREL і команда дослідників з університетів США повідомили, що найновіша сонячна батарея з титаніту кальцію досягла ефективності 24 відсотки, зберігаючи 87 відсотків від початкової ефективності після 2400 годин роботи при температурі 55 градусів за Цельсієм і вдвічі більшому сонячному освітленні.

Згідно зі звітом, це «найвища ефективність будь-якої клітинної структури такого типу».

Національна лабораторія відновлюваної енергії (NREL) і дослідники з Університету Толедо, Університету Колорадо в Боулдері та Університету Каліфорнії в Сан-Дієго розмістили шари на скляній підкладці за допомогою нової молекули під назвою 3-(амінометил) піридин (3-APy), архітектура, яка відрізняється від звичайних архітектур способом нанесення шарів на скляну підкладку.

Команда обрала перший метод через його високу стабільність та інтеграцію в тандемні сонячні елементи. Використовуючи цю архітектуру, дослідники додали нову молекулу під назвою 3-(амінометил)піридин (3-APy) на поверхню халькогенідної сонячної батареї. Ця молекула реагує з амідином всередині клітини, створюючи електричне поле на поверхні халькогенідного шару.

За словами Кай Чжу, старшого наукового співробітника Центру хімії та нанонаук NREL, «це раптово дає величезний приріст продуктивності батареї не лише з точки зору ефективності, але й стабільності».

Реактивна поверхнева інженерія, яку дослідники називатимуть 3-APy, може значно покращити продуктивність інвертованих клітин, і дослідники вважають, що вона може збільшити ефективність інвертованих клітин з менш ніж 23 відсотків до понад 25 відсотків.

Їхнє дослідження було опубліковано в науковому журналі Nature під назвою «Поверхневі реакції для ефективних і стабільних інвертованих кальцієвих титанітних сонячних елементів».

У жовтні 2020 року NREL створив новий халькогенідний матеріал під назвою Apex Flex, який повідомив про ефективність перетворення електроенергії 23,1 відсотка для 2--сторонніх повністю халькогенідних тандемних сонячних елементів на склі та 21,3 відсотка на гнучких пластикових підкладках для транспортних засобів (див. 23,1 відсотка ефективності повністю халькогенідних тандемних сонячних батарей).

Раніше німецькі дослідники з Університету Вупперталя оголосили про ефективність 24 відсотки для тандему з титаніту кальцію та органічних сонячних елементів із використанням ультратонкого шару оксиду індію (див. 24-відсоткову ефективність для тандему з титаніту кальцію та органічних елементів).

Крім того, ЗМІ повідомили, що команда академіка Хуан Вея та професора Чень Юнхуа з Інституту передових матеріалів Нанкінського технологічного університету протягом семи років проводила дослідження нового сонячного матеріалу «халькогеніду» з тисячами експериментів, і досягла ефективності фотоелектричного перетворення в 24 відсотки для «халькогенідних сонячних елементів». Команда досягла міжнародного рівня лідерства в 24 відсотки.