Отверстия в обычных солнечных элементах сделают их прозрачными

Автор: Елена
26.12.2019, 20:25

Кристаллический кремний был и остается основным материалом для производства солнечных элементов с 1950-х годов, причем этот материал обеспечивает высочайшую эффективность конверсии и стабильность по сравнению с альтернативами. Пожалуй, единственным недостатком кремния является его полная непрозрачность. Однако, недавно ученые из Национального института науки Ульсана и Корейского университета предложили интересный способ обойти это ограничение с помощью новой технологии, которая заключается в пробивании материала отверстиями, расположенными определенным образом.

Прозрачные солнечные элементы стали бы огромным толчком в развитии возобновляемой энергии, например, ими можно было бы заменить обычные окна в небоскребах или люки в автомобилях, чтобы генерировать электричество.

Для того, чтобы сделать кремниевые солнечные элементы почти прозрачными, ученые во главе с руководителем проекта Кваньонгом Сео разработали специальный рисунок перфорации. Затем они пробили в кристаллическом кремнии крошечные отверстия размером с человеческий волос. Эти отверстия практически невидимы человеческому глазу, тем не менее, они хорошо пропускают солнечный свет через материал.

В ходе испытаний прозрачный солнечный элемент продемонстрировал долговременную стабильность и эффективность преобразования 12,2%. Конечно, этот показатель намного ниже, чем у коммерческих солнечных батарей, у которых эффективность преобразования составляет порядка 20 – 25 %. Однако, он значительно выше, чем у аналогов прозрачных солнечных элементов, изготовленных из других материалов, и в настоящее время находящихся в стадии разработки.

Команда ученых также проверила потенциал солнечного элемента для использования в качестве оконного стекла. Так, они выяснили, что падающий свет, попадающий на вертикальный солнечный элемент, может вызвать перепады электрических токов примерно на 30%. Световой поток, под таким же углом направленный на новый прозрачный солнечный элемент, уменьшил электрический ток менее чем на 4%.

Тем не менее, по словам ученых, для того, чтобы заменить традиционные стекла в окнах, необходимо решить множество вопросов, связанных прежде всего со строительными нормами. Также необходимо повысить механическую устойчивость и прочность элемента.

В настоящее время команда ученых работает над созданием уменьшенной версии солнечного элемента и увеличением эффективности преобразования до 15%. По мнению ученых, производственный процесс очень похож на производство традиционных солнечных элементов, что делает коммерциализацию более простой и легкой.