Сотрудники Сколтеха и МГУ создали новый катодный материал, который обеспечивает энергоемкость натрий-ионной батареи на 10−15 процентов выше, чем с ранее доступными материалами. Такие аккумуляторы будут дольше служить и храниться, а также сохранят работоспособность даже при низких температурах, что важно для России. Ученые надеются, что их изобретение применят в питании электробусов и для запасания энергии солнечных и ветряных электростанций.
Научная группа, работающая в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (США), заявила о том, что им удалось разработать новые солнечные элементы с рекордным КПД в 39,5% при обычном освещении. Вот про это открытие и его перспективы и поговорим в данном материале.
Как получились солнечные панели с рекордным КПД
Итак, создать солнечные панели с таким рекордным КПД удалось благодаря особой конструкции элементов, которая известна как инвертированное метаморфическое соединение. Так вот в таком элементе инженеры решили использовать сразу три слоя солнечных ячеек каждый из своего уникального материала.
Так верхний слой ученые решили выполнить из фосфида индия-галлия, средний слой из арсенида галлия, а нижний третий слой из арсенида индия-галлия.
При этом каждый слой улавливает солнечный свет с определенной длиной волны, что и дает возможность преобразовывать больше энергии из солнечного света.
Кроме этого, в данных панелях ученые решили применить так называемые «квантовые ямы», оные ограничивают перемещение электронов в двух измерениях. Предполагается, что слой с такими вкраплениями также дает возможность улавливать больше света и повышает энергоотдачу в целом.
Хочется отметить, что предыдущий рекорд по КПД в 39,2% был установлен в 2020 году той же командой специалистов. Ну что ж, рекордное КПД — это, конечно, хорошо, но что же с массовым использованием и внедрением? А в этом вопросе не все так гладко.
Ведь себестоимость таких ячеек довольно высока и для массового производства не подходят. Теперь ученые планируют сосредоточиться не на очередном повышении эффективности. А над снижением себестоимости производства для того, чтобы они стали возможными для массового производства.Группа ученых, представляющая НИТУ «МИСиС», разработала технологию получения солнечных элементов, способных вырабатывать энергию как в яркий солнечный день, так и в сумерках.
И при этом для их создания не нужны особые станки, а подойдет обычное промышленное оборудование. Вот про эту разработку и ее перспективы поговорим в текущем материале.
Что представляют из себя солнечные панели от российских инженеров
Итак, главным «ключиком» к созданию таких всепогодных солнечных панелей стал такой материал, как перовскит. И, в частности, вот такое соединение CsPb2Br5.
Ученые по всему миру активно экспериментируют с данным материалом, и многие лабораторные образцы уже вплотную приблизились к лучшим коммерческим образцам солнечных панелей на основе кремния.
В новой лабораторной работе ученые из России подошли к формированию перовскитного слоя с помощью метода химического осаждения из газовой фазы в одностадийном процессе.
При этом использование CsPb2Br5 продемонстрировало высокие оптические свойства буквально на всех технологических этапах производства. Также полученные таким методом солнечные элементы показали высокую стабильность.
При этом в университете был создан полный цикл получения таких панелей от стекла до готового устройства всего за пять часов.
Как показали дальнейшие испытания, такие солнечные панели вполне способны генерировать электроэнергию даже при рассеянном свете и достаточно низком искусственном освещении.
А это, в свою очередь, дает возможность устанавливать такие панели не только на открытой местности, но даже в помещениях, где есть искусственные источники света и, таким образом, обеспечивать энергией различные стационарные устройства (электронные часы, носимые гаджеты и т. п.).
При этом технология получения таких панелей легко масштабируема и может быть реализована на стандартном оборудовании без дополнительных условий.
Результатами проделанной работы ученые поделились на страницах журнала Applied Physics Letters.
