Исследовательская группа из Гонконгского политехнического университета (PolyU) сообщила о прорыве в разработке тандемных солнечных элементов (TSC) на основе перовскитов и кремния. Учёные провели всесторонний анализ производительности таких устройств и предложили стратегии, которые могут повысить эффективность преобразования энергии с нынешнего уровня в 34% до около 40%.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Photonics в статье под названием «На пути к эффективным, масштабируемым и стабильным перовскитно-кремниевым тандемным солнечным элементам».
Проблемы стабильности и масштабирования
Несмотря на впечатляющий прогресс лабораторных образцов, переход к промышленному производству остаётся сложной задачей.
По словам профессора Ли Гана, руководителя кафедры технологий преобразования энергии, ключевые вызовы включают повышение надёжности и воспроизводимости модулей большой площади.
Профессор Ян Гуан, доцент кафедры электротехники и электронной инженерии, отметил, что перовскитные материалы подвержены влаге, кислороду, ультрафиолетовому излучению и тепловым колебаниям, что снижает их долговечность.
Кроме того, масштабирование тандемных устройств требует решения вопросов однородности, контроля дефектов и стабильности при увеличении площади.
Исследователи подчеркнули необходимость проведения ускоренных испытаний на стабильность по международным стандартам IEC, чтобы подтвердить реальный срок службы элементов и их коммерческий потенциал.
Экологическая устойчивость и новые материалы
Хотя перовскиты считаются недорогими материалами, большинство существующих конструкций используют редкие элементы и свинец, что вызывает экологические и нормативные проблемы.
Авторы исследования призывают развивать устойчивые альтернативы и создавать технологии переработки или секвестрации свинца, чтобы обеспечить экологически безопасное внедрение технологии.
Путь к коммерциализации и роль искусственного интеллекта
Команда PolyU продвигает междисциплинарный подход, объединяющий материаловедение, проектирование устройств и экономическое моделирование, чтобы ускорить переход перовскитно-кремниевых TSC от лабораторных образцов к серийному производству.
«Наше исследование направлено на снижение стоимости электроэнергии и ускорение коммерциализации высокоэффективных солнечных элементов, — отметил профессор Гуан. —
Это соответствует стратегическому плану страны по достижению углеродной нейтральности и обеспечению надёжных источников возобновляемой энергии для энергоёмких отраслей, включая искусственный интеллект».
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
