Сетевое издание ENERGOSMI (ЭНЕРГОСМИ). Номер свидетельства СМИ ЭЛ № ФС 77 — 63300.

Ученые из Университета Пенсильвании создают солнечные элементы из нетипичного материала — из условно двумерных дихалькогенидов переходных металлов (TMDC). Эти материалы обладают сравнительно низкой эффективностью преобразования света в электричество, но они в сто раз легче современных кремниевых фотопанелей. Для космоса малый вес — это решающее преимущество. Но над панелями из ДПМ еще предстоит поработать.

Толщина ДПМ-пленки не больше нескольких атомов. Это на несколько порядков тоньше, чем слой кремния или арсенида галлия в современных фотопанелях. Это позволит сделать солнечные ячейки из ДПМ в сто или более раз легче. Для расширения присутствия человека в космосе — на орбите, лунах и других планетах — вес транспортируемых с Земли грузов будет иметь критическое значение. Придет время, и от кремния в космической энергетике придется отказаться. И тогда, уверены исследователи, настанет звездный час легких фотопанелей из дихалькогенидов переходных металлов.

Впрочем, у ДПМ-материалов есть существенный недостаток. Все созданные до сегодняшнего дня образцы фотоэлементов на их основе демонстрировали КПД не выше 5 %. В пересчете на вес это все равно лучше, чем у кремния, но в идеальном случае КПД перспективного материала необходимо повышать, что, например, можно делать путем оптимизации структуры фотоячейки. Именно этим занялись ученые из Университета Пенсильвании и добились ощутимого успеха — предложили структуру ДПМ-ячейки с КПД 12 %.

Следует уточнить, что заявленный КПД достигнут на цифровой модели фотоэлемента. Исследователи решили начать не с опытов, а с моделирования, в чем есть определенный смысл — так дешевле и быстрее. Но на базе цифровой модели и выработанных методик, уверены специалисты, они или их коллеги смогут в ближайшие четыре–пять лет представить физические образцы солнечных элементов из дихалькогенидов переходных металлов с КПД не менее 10 %. Секрет разработки, о которой ученые рассказали в свежем номере журнала Device, кроется в многослойной структуре элемента (пленка на пленке, когда начинают работать многочисленные переотражения фотонов), а также в конструкции электродов, которая позволяет эффективно управлять экситонами — главными действующими элементами двумерных ДПМ-структур. Но все это пока на бумаге.

Читайте Insider

Журнал о кабельном бизнесе

Слушайте Kabel.FM

Первое кабельное радио!

Рекомендации по теме

В России появился завод по производству гибких солнечных модулей
«Россети Центр» поделились опытом использования дронов
Новый массовый электромобиль с полутвердотельной батареей от MG соревнуется с популярным BYD Dolphin
Будущее волновой энергетики: как французский стартап бросает вызов традиционным решениям
КПД почти 35 % — последний скачок перед революцией в солнечной генерации?
Переход от выбросов к ресурсам: Китай предлагает CO₂-экономику нового типа
ИИ против электросети: выдержит ли энергетика скачки спроса от дата-центров?
CO₂ — ресурс, или как наука превращает проблему в ценное сырье
Новый взгляд на солнечную энергетику: опыт Мозамбика и Португалии