Вчені з Гонконгу виявили та усунули ключовий недолік перовскітних сонячних панелей, відкривши шлях до їх широкого застосування та підвищення ефективності перетворення сонячної енергії.
Прорив у сонячній енергетиці
Перовскітні панелі: потенціал і проблеми
Фахівці Школи інженерії Гонконзького університету науки та технологій (HKUST) здійснили значний прорив у галузі сонячної енергетики. Вони виявили та вирішили проблему, яка раніше перешкоджала широкому впровадженню високоефективних сонячних панелей на основі перовскіту.
Сучасні комерційні сонячні панелі зазвичай демонструють ефективність перетворення енергії (ЕПЕ) в діапазоні 15 -20%. Це означає, що в оптимальних умовах вони здатні перетворити на електрику не більше п'ятої частини падаючого на них сонячного світла. За несприятливих погодних умов цей показник є ще нижчим.
Переваги перовскітних технологій
Використання перовскіту дозволяє досягти ЕПЕ до 33%, що суттєво перевищує показники традиційних панелей. Крім того, перовскітні сонячні елементи відрізняються нижчою вартістю виробництва та екологічністю. Їх можна виготовляти у різних колірних варіаціях, що спрощує інтеграцію до міського середовища.
Ключова проблема та її вирішення
Однак перовскіт мав суттєвий недолік: нестабільність при різких температурних коливаннях та тривалому впливі вологи та кисню. Ця проблема була головною перешкодою для масштабного комерційного застосування перскітних панелей.
Група вчених під керівництвом доцента HKUST Чжоу Юаньюаня досліджувала мікроструктуру перовскіту і виявила, що Кристалічні зерна матеріалу мають увігнутості на поверхні. Ці нерівності порушують структурну цілісність перовскітної плівки, що призводить до її руйнування за різних умов експлуатації.
Інноваційний метод обробки
Дослідники розробили метод обробки перовскітного матеріалу з використанням молекули поверхнево-активної речовини - калієвої солі тридекафторгексан-1 -сульфонової кислоти. Цей підхід сприяє дифузії іонів під час виготовлення плівок для сонячних панелей.
Сонячні елементи, створені із застосуванням обробленого перовскітного матеріалу, продемонстрували покращену ефективність та стабільність в умовах підвищеної вологості та температури, а також при термоциклуванні та тестах на відстеження максимальної точки потужності.
За словами Чжоу, структура та геометрія окремих кристалічних зерен відіграють ключову роль у продуктивності перовскітних напівпровідників та сонячних елементів.
Глосарій
- HKUST - Гонконзький університет науки і технологій, провідний навчальний заклад у галузі інженерних та технологічних досліджень
- Перовскіт - клас матеріалів з особливою кристалічною структурою, перспективний для застосування в сонячній енергетиці
- ЕПЕ - ефективність перетворення енергії, показник, що характеризує здатність сонячних панелей перетворювати сонячне світло на електрику
- Чжоу Юаньюань - доцент HKUST, керівник дослідницької групи, що працює над покращенням перовскітних сонячних елементів
- Калієва сіль тридекафторгексан-1-сульфонової кислоти - поверхнево-активна речовина, що використовується для обробки перовскітного матеріалу
Посилання
Відповіді питання
Яке відкриття зробили дослідники Гонконзького університету науки і технологій щодо сонячних панелей на основі перовскіту?
Які переваги сонячних панелей на основі перовскіту в порівнянні з традиційними?
Яку проблему з перовскитовими сонячними панелями вдалося вирішити дослідникам?
Як вирішення проблеми з увігнутостями на поверхні кристалічних зерен перовскіту впливає на сонячні панелі?
Які перспективи відкриває це дослідження для розвитку сонячної енергетики?
Хештеги
Збережи посилання на цю сторінку
Обговорення теми – Революційний прорив: удосконалені сонячні панелі з підвищеною ефективністю
Вчені HKUST виявили та вирішили проблему нестабільності перовскітних сонячних панелей, відкривши шлях до широкого впровадження високоефективних сонячних технологій.
Немає коментарів.
Написати коментар
Ваша адреса електронної пошти не буде опублікована. Обов'язкові поля відмічені *