טנדם סיליקון perovskite תאים סולריים יכול לספק כוח סולארי על זול

Anonim

טנדם סיליקון perovskite תאים סולריים יכול לספק כוח סולארי על זול

סביבה

דאריו בורגינו

27 במרץ, 2015

2 תמונות

תא סולאריים חדש perovite monoscithic סיליקון יכול להשיג ביצועים גבוהים תוך שמירה על עלויות במפרץ (צילום: MIT)

על ידי שילוב של תאים סולריים סיליקון עם עמיתים זולים ויעילים מבוססי perovskite שלהם, חוקרים בסטנפורד ו- MIT יוצרים סוג חדש של "תא תא טנדם" שיכול להגיע היעילות של עד 35 אחוזים.

מתוך כל הטכנולוגיות תאים סולריים שהתגלו עד כה, perovskite בהחלט לוקח את העוגה כמו המהירה גדל ואחד המבטיחים ביותר עבור העתיד. רק כמה שנים של פיתוח, תאים מבוססי perovskite נעלמו מן היעילות בספרות יחיד נמוך עד 20 מכובד. ככל שהסלוקון המסורתי מבוסס יותר על תאים בצומת יחיד עדיין מוביל בחזית היעילות, אך ההתקדמות הואטה לסריקה כאשר הפלט שלהם מתקרב למקסימום התיאורטי.

מצד שני, את הקצב המהיר שבו תאים perovskite משתפרים, יחד עם עלויות הייצור זול את העובדה שהם יכולים אפילו להיות מרוסס על חלונות וגגות, עושה אותם הצעה מעניינת מאוד.

חוקרים טוניו Buonassisi, ג 'ונתן Mailoa והצוות מצאו כעת דרך למזג תאים סיליקון perovskite לתוך "תא טנדם " יחיד שיכול להוכיח הן זול ויעיל יותר מאשר הטכנולוגיה הנוכחית. המכשיר החדש משתפר על עבודתם הקודמת של המדענים, שבה שני התאים נערמו זה על גבי זה ונזקקו לתפקודי בקרה נפרדים, דבר שהקשה עליהם לבנות ולתפעל.

המכשיר החדש שלהם בתא המשנה העליון, עשוי perovskite semitransparent, סופג את האנרגיה גבוהה פוטונים בספקטרום כמעט UV. הפוטונים שלא מועברים לחשמל נעים כאן לעבר החלק התחתון של התא באמצעות "צומת מנהרה" של הסיליקון ולתא הסיליקון התחתון, אשר סופג חלק מהאור הנותר (בעיקר אנרגיה נמוכה, אינפרא אדום פוטונים).

התא החדש השיג יעילות המרה כוח של 13.7 אחוזים. זה גרוע לעומת תא perovskite או סיליקון סטנדרטי, אבל זה בעיקר בשל העובדה כי לא משנה התא היה מותאם לביצוע. יתר על כן, כמות הנוכחי המיוצר בעיצוב זה מוגבל על ידי היכולת של השכבה הכי פחות יעיל. את ההשפעות של זה ניתן להקל על ידי התאמת התפוקות של שני תת תאים ככל האפשר. על ידי כך, החוקרים מאמינים כי התא יכול להשיג יעילות 30 או אפילו 35 אחוז.

הרעיון של שימוש בשכבות נפרדות כדי לספוג חלקים שונים של הספקטרום הוא לא חדש, זה 's העיקרון שבו תאים סולריים multijunction מבוססים, אבל יתרון אחד חשוב בעיצוב החדש הזה יהיה עלות. בעוד תאים סולריים רב צומת יכול להגיע היעילות של מעל 40 אחוזים, הם לעתים קרובות להשתמש בחומרים נדירים, יקר כי פשוט לא יכול בקנה מידה. ייצור תא סיליקון perovskite טנדם, לעומת זאת, צריך להיות פשוט יחסית כי החומרים זולים למקור התהליך יהיה דומה לבניית תאים סיליקון סטנדרטיים.

החוקרים עובדים כעת על אופטימיזציה של תפוקת הכוח של התא על ידי שיפור איכות תת-התאים perovskite (כיום צוואר הבקבוק הראשי) והתנסות כיצד להפוך את המרכיב המשולב perovskite, שילוב של חומר אנאורגני עם מים, חומר אורגני מסיס, עמיד יותר באוויר הפתוח מבלי להקריב ביצועים.

מראש מתואר בכתב העת פיזיקה יישומית מכתבים .

מקור: MIT

תא סולאריים חדש perovite monoscithic סיליקון יכול להשיג ביצועים גבוהים תוך שמירה על עלויות במפרץ (צילום: MIT)

שני תת התאים לקלוט אור על חלקים שונים של הספקטרום (תמונה: MIT)

רוצה מנקה, טעינה מהירה יותר המודעה ניסיון קריאה חינם?
נסה אטלס פלוס חדש. הירשם עכשיו רק עבור US $ 19 בשנה.