Установлен рекорд стабилизированной эффективности солнечных батарей

Японские ученые рапортовали о создании трехпереходного тонкопленочного солнечного элемента с самой высокой в мире стабилизированной эффективностью преобразования 13,6%. Достигнутое значение незначительно превосходит предыдущий рекорд (13,44%), но авторы уверены, что небольшое усовершенствование конструкции позволит поднять стабилизированный кпд солнечной батареи выше 14%.

Как объясняют участники проекта в статье, вышедшей в Applied Physics Letters, эффективность любых солнечных элементов ухудшается после продолжительного воздействия на них света, влажности, температуры и пр. Как правило, в спецификациям солнечных панелей указывают их стартовый кпд. Но если батареи из кристаллического кремния относительно стабильны, то выдержка на свету аморфного кремния приводит к заметной деградации его фотоэлектрических свойств (эффект Стиблера-Вронски). Поэтому, для корректного сравнения, все измерения производились на образцах, прошедших процедуру «насыщения светом».

В работе принимали участие команды ведущих исследовательских центров Японии: Национального института AIST (Advanced Industrial Science and Technology), ассоциации PVTEC (Photovoltaic Power Generation Technology Research), компаний Sharp, Panasonic и Mitsubishi.

Один из практикуемых методов борьбы со световой деградацией заключается в использовании подложек солнечных батарей с гексагональной текстурой. До сих пор его применяли с однопереходными ячейками, которые делались из одного полупроводникового материала и могли поглощать свет только на одной длине волны.

В новой статье ученые подтвердили выводы недавних исследований, показав что гексагональная текстура может использоваться также при выращивании многопереходных солнечных элементов. Они состоят более, чем из одного материала и поэтому поглощают свет с различными длинами волн.

Для максимального увеличения эффективности исследователи тщательно контролировали период гексагональной текстуры, дополнили ее антирефлективной пленкой со структурой, подобной строению глаз ночных бабочек, и оптимальным образом позиционировали все три слоя. В дальнейшем они рассчитывают применить эти наработки в технологиях захвата света и к традиционным кремниевым солнечным панелям.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI