Учёные разработали инновационную солнечную батарею
Больше энергии солнечного света: учёные разработали инновационную солнечную батарею.
Солнце – один из самых важных «зелёных» источников энергии, доступных в изобилии в виде солнечного света. Он может быть преобразован в электричество при помощи солнечных элементов, состоящих из слоёв кремния. Солнечные батареи технически продвинуты и относительно рентабельны, но у них есть один недостаток: они достигают максимальной эффективности всего на 33 процента.
Учёные FAU обратились к этой проблеме и разработали синглетное деление, которое может быть использовано для значительного повышения производительности солнечных элементов. Благодаря этому процессу, учёные смогли удвоить количество электронов, возбуждаемых входящими фотонами.
Исследователи использовали принцип синглетного деления, в котором один входящий фотон возбуждает не один, а сразу два электрона. Сама идея не новаторская, но недавно её продемонстрировали в растворах и высококристаллических материалах, что показало его не подходящим для использования в солнечных модулях.
Вместе с научными экспертами из Университета Альберты исследователи из Эрлангена настроились на создание более практичной структуры. Они синтезировали новую пентаценовую частицу – углеводородное соединение в твёрдом состоянии, – которое проявляется как естественный цвет и усваивает солнечный свет. Пентацен соединяют с фотоэлектродом, содержащим оксид индия-цинка и электролит из лития и йода.
– Эта структура позволяет синглетному делению продвигаться вперёд, за области фундаментальных исследований до удобного применения, – указал доктор Андреас Кунцманн.
Синглетное деление в сенсибилизированных красителем солнечных элементах могло бы в два раза увеличить внутреннюю жизнеспособность, контрастируя с регулярными кремниевыми ячейками. На дисплее физики из Эрлангена сейчас достигают нормального уровня в 130 процентов.
– В настоящий момент мы сохраняем заряд на низком уровне, – говорит доктор Кунцманн, – поскольку возбуждающие электроны в соседних молекулах приводят к неприемлемо высокой потере энергии. Мы сможем повысить эффективность, как только сможем лучше контролировать эти процессы потерь. В то же время исследователи работают над тем, чтобы сделать их изобретение долговечным и приспособленным к требованиям промышленного производства.
Результаты были опубликованы в известном научном журнале «Angewandte Chemie».
