Группа исследователей впервые продемонстрировала концептуальный тандемный солнечный элемент, в котором в качестве материала для нижнего элемента используется селенид сурьмы, а в качестве материала для верхнего элемента — широкополосный органический и неорганический гибрид перовскита. Устройство достигло эффективности преобразования энергии более 20%. Это исследование показывает, что селенид сурьмы имеет большой потенциал для применения в нижних элементах. Исследование опубликовано в журнале Energy Materials and Devices. Фотоэлектрические технологии, использующие солнечный свет и преобразующие его в электричество, популярны, поскольку являются чистым, возобновляемым источником энергии. Ученые продолжают работать над повышением эффективности преобразования энергии, или КПД, солнечных батарей. В обычных однопереходных солнечных батареях им удалось достичь коэффициента преобразования энергии более 20%. Для достижения эффективности выше предела Шокли-Квейссера в однопереходных солнечных элементах потребуются гораздо большие затраты. Однако предел Шокли-Куиссера однопереходных солнечных элементов может быть преодолен благодаря изготовлению тандемных солнечных элементов. С помощью тандемных солнечных элементов исследователи могут получить более высокую энергетическую эффективность за счет укладки материалов солнечных элементов друг на друга. Исследовательская группа работала над созданием тандемных солнечных элементов, используя полупроводник под названием селенид сурьмы. Предыдущие исследования селенида сурьмы были направлены в основном на применение в однопереходных солнечных элементах. Но команда исследователей знала, что с точки зрения полосовой щели этот полупроводник может оказаться подходящим материалом для нижнего элемента тандемных солнечных батарей.
Тандемные солнечные элементы лучше поглощают солнечный свет, чем солнечные элементы с одним спаем, в которых используется один слой полупроводникового материала. Тандемные солнечные элементы преобразуют большую часть солнечного света в электричество, поэтому они более энергоэффективны, чем солнечные элементы с одним спаем. Команда изготовила тандемные солнечные элементы из перовскита и селенида сурьмы с прозрачным проводящим электродом для оптимизации спектрального отклика. Они смогли отрегулировать толщину прозрачного электродного слоя верхнего элемента, чтобы получить высокий КПД, превышающий 17%. Они оптимизировали нижний элемент из селенида сурьмы, добавив двойной электронно-транспортный слой, и добились эффективности преобразования энергии в 7,58%. Когда они механически собрали верхние и нижние элементы для создания четырехконцевого тандемного солнечного элемента, эффективность преобразования энергии превысила 20,58%, что выше, чем у независимых субэлементов. Тандемный солнечный элемент демонстрирует отличную стабильность благодаря нетоксичным композиционным элементам.
В будущем команда надеется работать над созданием более интегрированного двухтерминального тандемного солнечного элемента и дальнейшим улучшением характеристик устройства. Высокая стабильность селенида сурьмы обеспечивает большое удобство для приготовления двухконцевых тандемных солнечных элементов, а это значит, что он может показать хорошие результаты в паре с большим количеством различных типов материалов для верхних элементов. 22.05.2024 |
Энергия
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам | |
Зажечь газовый гриль, воспользоваться ультразв... |
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20% | |
Группа исследователей впервые продемонстрирова... |
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года | |
Ветряная электростанция, проработав менее двух... |
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент | |
Не зря авиакомпании не разрешают сда... |
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии | |
Если вы являетесь Независимым системным о... |
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины | |
Исследователи EPFL использовали алгоритм генет... |
ChemM: Открыты новые материалы для безопасных и высокопроизводительных батарей | |
Полностью твердотельные литий-ионные батареи с... |
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма | |
Имплантируемые медицинские устройства &md... |
Новый реактор сэкономит миллионы при производстве пластиков и резины из газа | |
Новый способ получения важного ингредиента для... |
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода | |
Ученые преодолели ограничения долговечности би... |
P2P обмен энергией между домохозяйствами снижает зависимость от поставщиков | |
Наши энергетические системы быстро изменяются.... |
Ученые исследуют поглощение и потерю водорода из катодов Li-Ion аккумуляторов | |
Литий-ионные аккумуляторы являются одной из&nb... |
Ученые впервые увидели, как молекулы воды ведут себя у металлического электрода | |
Совместная группа экспериментальных и выч... |
Созданы стратегии ограничения саморазряда суперконденсаторов на основе углерода | |
Эффективное хранение чистой энергии &mdas... |
Ученые предложили собирать воду из воздуха с помощью солнечной энергии | |
В настоящее время более 2,2 миллиарда человек ... |
EMD: Ученые изготовили эффективные органические катоды для цинк-ионных батарей | |
Цинк — дешевый, распространенный, э... |
ТПУ: Высокоэнтропийные сплавы позволят создать мембраны для очистки водорода | |
Ученые Томского политеха создали систему матем... |
Nature Physics: Открыта новая система управления хаотическим поведением света | |
Использование света и управление им ... |
Открыт потенциально более дешевый и холодный способ транспортировки водорода | |
В рамках усилий по отказу от ископае... |
Разработан новый метод создания стабильных и эффективных солнечных элементов | |
Солнечные материалы нового поколения дешевле и... |
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы | |
Согласно результатам нового исследования, пров... |
Новый катализатор может обеспечить жидкое водородное топливо будущего | |
Исследователи из Лундского университета, ... |
Перовскитовые ячейки — новое решение для повышения эффективности солнечных панелей | |
Солнечные элементы на основе перовскита, ... |
Новая анионообменная мембрана станет ключевым компонентом топливных элементов | |
Анионообменные мембранные топливные элементы п... |
Применение шарового размола улучшит характеристики литий-ионных аккумуляторов | |
Более дешевые и эффективные литий-ионные ... |
Кремний может стать альтернативой графитовым анодам в литий-ионных аккумуляторах | |
В новаторском обзоре, опубликованном в жу... |
Joule: Ученые успешно испытали тандем перовскита и кремния в солнечных батареях | |
Несмотря на то, что традиционные сол... |
Ученые разработали электролизное устройство для превращения CO2 в пропан | |
В недавно опубликованной в журнале Nature... |
E&ES: Новый электролит предотвращает возгорание и тепловой выброс в аккумуляторах | |
Йонг-Джин Ким и Джайеон Бэк из&... |
Исследователи разработали метод охлаждения водородной плазмы в термоядерных реакторах | |
Возможно, люди никогда не смогут приручит... |