В подавляющем большинстве случаев тыльная сторона солнечных панелей не может похвастаться приличной освещенностью, чтобы свет одинаково хорошо работал с обеих сторон батареи. Этому также препятствует отсутствие электродов с хорошей прозрачностью, чтобы лучи с небольшими потерями проходили через панели насквозь. Поэтому сегодня у ученых на первом месте стоит задача создать прозрачные электроды с наивысшей эффективностью и она близка к решению.
Группа исследователей из Индийского технологического института (IIT) в Дхарваде утверждает, что они нашли прочный, стабильный, эффективный и доступный по цене прозрачный материал для электродов солнечных панелей. Новый материал может стать заменой таких дорогих и хрупких материалов, как оксид индия-олова (ITO), которые сегодня используются для выпуска двухсторонних солнечных панелей.
Индийские ученые разработали технологию нанесения прозрачных тонкопленочных электродов из трех чередующихся слоев: двух крайних оксида никеля (NiO) и серебра (Ag) между ними. Эти материалы не требуют специальной обработки, чтобы быть прочными и гибкими. Также они будут обходиться дешевле, что обещает сделать двухсторонние солнечные элементы доступнее.
Прорыв произошел, когда исследователи смогли подобрать режимы для послойного осаждения материалов из газовой фазы. В ходе этого процесса материалы испаряются в вакуумной камере, а затем конденсируются на поверхности, образуя тонкие однородные слои. Используя этот метод, ученые сформировали трехслойную структуру NiO/Ag/NiO (NAN), в результате чего толщина электрода составила менее 40 нм.
Использование NAN-электродов в составе экспериментальной солнечной панели из перовскита показало КПД на лицевой стороне 9,05 % и 6,54 % на тыльной (за максимальной эффективностью непосредственно ячеек не гнались). Коэффициент бифасциальности, который показывает, насколько эффективно тыльная сторона панели генерирует электроэнергию по сравнению с ее лицевой стороной, достиг 72 %. При тестировании в течение 1000 часов панели из перовскита без какой-либо защиты от окружающей среды сохранили до 80 % первоначальной эффективности. Подобные двухсторонние солнечные панели повысят отдачу при работе в обычных условиях и будут востребованы в сферах, где до этого фотовольтаика не применялась, например, в сельском хозяйстве, где на счету каждый фотон света. Также такие панели могут заменить оконные стекла, вырабатывая энергию и не мешая потоку света в помещение.
