Соларните клетки от силициево-калциева титанова руда напълно ще променят ефективността на генерирането на електроенергия

Соларните клетки от силициево-калциева титанова руда напълно ще променят ефективността на производството на електроенергияи

Традиционните слънчеви клетки, базирани на силициеви полупроводникови съединения, имат теоретична максимална ефективност от 29% при преобразуването на слънчевата светлина в електрическа енергия. Въпреки това, чрез сливане на втория слой перовскит към основния слой силиций, слънчевите клетки могат да надвишат този праг на ефективност в близко бъдеще.

Перовскитът е вид съединение със същата кристална структура като минерала калциев титанов оксид. Този изключително гъвкав материал може да се използва за различни приложения, включително ултразвукови машини, чипове за съхранение и слънчеви клетки за генериране на енергия. Последните изследвания показват, че перовскитът може да бъде a"тайно оръжие"за насърчаване на ефективността на производството на електроенергия на индустрията за соларни клетки на ново ниво.

Настоящата технология за слънчеви клетки бързо се доближава до най-високото си ниво на ефективност, но все още не отговаря на нивото, необходимо за слънчевата енергия като важен смекчаващ фактор в справянето с глобалното затопляне. Учените са заявили, че ефективността трябва да надвишава 30%, а степента на инсталиране на нови слънчеви панели трябва да бъде десет пъти по-висока от сегашното ниво на приемане.

Чрез добавяне на допълнителен слой от калциев титанов оксид (и двата с полупроводникови свойства) върху силиконов субстрат, енергията, уловена от слънчевата светлина, може да бъде подобрена. Силициевият слой улавя електрони в червена светлина, докато калциево-титановият слой улавя синя светлина. Подобряването на капацитета за усвояване на енергия ще доведе до намаляване на общата цена на слънчевата енергия, като по този начин ще ускори внедряването и приемането на слънчеви панели.

Учените са прекарали няколко години в разработването на ефективна технология за силициево-калциево-титанови слънчеви клетки и 2023 г. изглежда ще отбележи важен крайъгълен камък в тази област. Скорошният напредък в изследванията успешно подобри ефективността на батериите от серията силициеви перовскитни батерии до над 30%. Скоростта на напредък е толкова бърза, че тази технология скоро ще демонстрира подобрената си функционалност в търговски продукти.

Стефан Де Волф, професор по материалознание и инженерство в Университета за наука и технологии „Крал Абдула“ в Саудитска Арабия, вярва, че през 2023 г. областта на технологията на слънчевите клетки ще донесе значителен напредък. Екипът на Де Вълк е постигнал ниво на ефективност от 33,7% в силициеви перовскитни слънчеви клетки, но подробностите за тяхната работа все още трябва да бъдат публикувани в научни списания.Друга изследователска група, ръководена от Стив Албрехт от Хелмхолц Берлин Център за Материали и Енергия в Германия, наскоро публикува проучване за последователно свързана силициева перовскитна батерия, която може да постигне ефективност на преобразуване на енергия до 32,5%. Третата група, ръководена от Син Ю Брадичка от École Политехника Fédérale де Лозана в Лозана, Швейцария, доказа, че ефективността на серийната батерия достига 31,25%, с"потенциала за висока ефективност и ниски производствени разходи".

Де Волф заяви, че превишаването на енергийния праг от 30% ще повиши увереността на хората, че"високоефективно и евтино фотоволтаично производство на електроенергия може да бъде пуснато на пазара". До 2022 г. капацитетът за производство на слънчева енергия ще достигне 1,2 теравата (TW) и трябва да се увеличи до поне 75 TW до 2050 г., за да се облекчи най-катастрофалната ситуация, причинена от глобалното затопляне и емисиите на парникови газове.