Внутрішні фотоелектричні модулі з оксиду кальцію та титану з ефективністю перетворення понад 36 відсотків

Нещодавно команда професора Маі Яохуа з Інституту нових енергетичних технологій Університету Цзінань отримала незалежну сторонню сертифікацію ефективності перетворення понад 36 відсотків для внутрішніх фотоелектричних модулів з кальцієвого титаніту великої площі, що є найвищим показником, зареєстрованим у світі. Відповідні результати дослідження опубліковані в Advanced Science.

Технологія сонячних батарей із використанням халькогеніду як шару, що поглинає світло, привернула багато уваги в останні роки. Використання фотоелектричних елементів для збору енергії в приміщеннях із слабким освітленням може широко використовуватися в промисловому Інтернеті речей, розумному домі та розумній мобільності, але для досягнення високої ефективності перетворення їм потрібна широка оптична заборонена зона. Ширина забороненої зони халькогенідних світлопоглинаючих шарів може регулюватися в широкому діапазоні, що робить можливим отримання фотоелектричних пристроїв з високою ефективністю перетворення, і команди вже повідомили про внутрішні халькогенідні фотоелементи з ефективністю понад 40 відсотків.

Однак високий вміст брому (Br) у широкозонних халькогенідних плівках може легко спричинити явище поділу фаз і вплинути на продуктивність пристрою. Команда Май Яохуа дослідила взаємозв’язок між шириною забороненої зони та фотоелектричними характеристиками халькогенідних фотоелементів у приміщенні та виявила, що, окрім поділу фаз, дефекти вакансій Br у шарі фотопоглинання халькогенідів є одним із основних факторів, що обмежують напругу холостого ходу клітини. Обробка багатими на йод (I) матеріалами з малими молекулами лужних металів ефективно вирішує проблему вакансій Br і покращує ефективність перетворення пристрою за слабкого освітлення. Під джерелом світла TL84 з яскравістю 1000 люкс внутрішній фотоелектричний модуль із ефективною площею 12,30 см2 отримав ефективність перетворення 36,36 відсотка, сертифіковану незалежною третьою стороною, що є найвищим показником ефективності перетворення модулів слабкого освітлення з титаніту кальцію в світі.

У той же час команда розробила прототип внутрішньої системи збору світлової енергії на основі халькогенідного фотоелектричного модуля, який забезпечує збір світлової енергії в приміщенні, відстеження точки максимальної потужності, керування живленням і батареєю, збір температури та вологості навколишнього середовища, зв’язок Bluetooth і без зарядка. Крім того, команда зазначила, що точне тестування продуктивності внутрішніх фотоелектричних елементів і стандартизація процесу тестування є критично важливими для індустріалізації технології.