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

Революция в генерации: как новые перовскитные фотоэлементы меняют правила игры?

Исследователи из Тайваня разработали гибкие и легкие перовскитные фотоэлементы, эффективно преобразующие в электроэнергию как искусственный свет, так и слабый солнечный свет, характерный для пасмурной погоды. При стандартном уличном освещении их КПД составляет 12,7 %, но в помещении показатель резко возрастает до 38,7 % благодаря оптимизированной ширине запрещенной зоны. Эта технология открывает перспективы для создания автономных источников энергии в любых условиях освещения.

Перовскитные солнечные элементы (PeSCs) — это более доступная и эффективная замена привычным кремниевым солнечным батареям. Они отличаются высоким коэффициентом преобразования энергии (PCE), то есть способны преобразовывать в электричество значительную долю света, падающего на ячейку. Благодаря этому PeSCs идеально подходят для выработки энергии даже при слабом освещении.

Предыдущие исследования показали, что такие элементы могут по эффективности соперничать с традиционными кремниевыми панелями, которые доминируют на рынке. Главное преимущество перовскитов в том, что их можно делать тонкими, легкими, гибкими и даже полупрозрачными. Кремниевые панели, в свою очередь, жесткие и тяжелые, поэтому их можно устанавливать только на ровные и прочные поверхности.

Ученые из Национального университета Ян Мин Цзяо Тун представили новые разработки в области перовскитных солнечных элементов. Чтобы создать новую солнечную ячейку, исследователи изменили ширину запрещенной зоны в составе перовскита. Проще говоря, это минимальная энергия, которая нужна электронам, чтобы «перепрыгнуть» на более высокие энергетические уровни и начать производить ток.

Команда точно настроила соотношение молекул в растворах, из которых формируются перовскитные слои солнечных элементов. Благодаря этому они добились такой ширины запрещенной зоны, которая позволяет их ячейкам поглощать свет даже в помещениях. Реализовать подобное в кремниевых солнечных элементах невозможно.

Затем ученые протестировали свои перовскитные солнечные элементы. При стандартном солнечном освещении (12 000 люкс) их эффективность составила 12,7 %. Это меньше, чем у лучших кремниевых панелей, которые достигают 26 %. Зато при слабом освещении — всего 2000 люкс, как в обычном офисе — перовскитные элементы показали впечатляющую эффективность 38,7 %.

Такие солнечные элементы подходят для использования внутри помещений, в пасмурную погоду или в любых других местах, где света не так много. С их помощью можно заряжать небольшие гаджеты даже там, куда прямой солнечный свет не попадает.