Снимка: KAUST
Изследователи от Саудитска Арабия постигнаха нов рекорд: тандемна слънчева клетка с безпрецедентна ефективност от 33,7%.
Предизвикателството
Фотоволтаичните слънчеви клетки абсорбират светлината и я преобразуват в електричество. Ще намерите десетки от тях в един обикновен слънчев панел. Много е вероятно те да са направени от силиций, който издържа дълго време и е сравнително евтин.
Силициевите слънчеви клетки обаче не са особено ефективни - повечето от тях преобразуват само 18-22% от слънчевата енергия в електричество. Това означава, че имаме нужда от повече клетки и повече панели, което увеличава цената и поддръжката на системата.
Идеята
За да подобрят ефективността на слънчевите клетки, някои изследователи съчетават силиция в тях с друг материал. През декември 2022 г. екип от Германия представи слънчева клетка, състояща се от стандартния силиций със слой от перовскит върху него.
Докато силициевият слой абсорбира и преобразува предимно инфрачервена светлина в електричество, перовскитният слой прави същото, но за видимата светлина. В резултат на това „тандемната“ слънчева клетка успя да постигне рекордната за тогава ефективност от 32,5%.
Какво ново?
На 30 май Еркан Айдън, изследовател в Университета за наука и технологии на крал Абдула (KAUST) в Саудитска Арабия, обяви създаването на тандемна слънчева клетка с 33,7% ефективност.
Това надминава настоящия световен рекорд от 33,2%, който същите изследователи на KAUST поставиха през април 2023 г.
„Само след два месеца поставихме нов световен рекорд за перовскитни/силициеви тандемни слънчеви клетки!“ написа Айдън в публикация в LinkedIn. „Надяваме се, че нашето постижение ще допринесе за ускоряване на прехода към зелена енергия.“
Тайната
Тандемната слънчева клетка на KAUST е сертифицирана от European Solar Test Installation, изследователска лаборатория, която проверява ефективността на слънчевите технологии за Европейския съюз. Затова можем да бъдем сигурни, че нейните претенции за ефективност са валидни.
Изследователите не са разкрили нищо за това как са успели да постигнат това допълнително количество електричество от клетките.
Когато поставиха първия рекорд през април, те казаха, че силиконовата част на клетката е текстурирана и това е помогнало за подобряването на ефективността на други тандемни слънчеви клетки. Възможно е да са използвали същия подход с новата клетка, но няма как да знаем със сигурност.
Гледаме напред
Създаването на слънчеви клетки, които поставят рекорди за ефективност в лабораторията, е едно нещо, но постигането на същата ефективност със слънчеви клетки на практика, е друго.
Следващите стъпки за екипа на KAUST вероятно ще включват разработването на по-големи версии на тяхната тандемна слънчева клетка. Текущата клетка е малко по-голяма от един квадратен сантиметър, докато клетките, използвани в стандартните слънчеви панели, са около 240 cm2.
Те трябва да докажат, че тандемната слънчева клетка може да промени нещата на практика.
Необходими са приблизително 1200 от тези силициеви слънчеви клетки, за да се произведе достатъчно електричество за едно средностатистическо домакинство. Въпреки че клетката на KAUST е по-ефективна от всяка друга перовскитна/силициева тандемна слънчева клетка, ще имаме нужда от много, за да се направи пробив в световните енергийни нужди.
KAUST не само трябва да направят клетките си по-големи, но и лесни за производство в мащаб и на конкурентна цена.
Купувачите очакват техните слънчеви панели да издържат най-малко 20 години, но базираните на перовскит клетки са склонни да се разграждат по-бързо от силициевите. Гаранцията, че тези тандемни слънчеви клетки могат да издържат на условията на околната среда в продължение на години, ще бъде друга важна цел за екипа на KAUST.