Повышение эффективности экологически чистых солнечных батарей на 8,26% расширяет перспективы коммерциализации

Исследовательская группа разработала технологию, которая может значительно повысить эффективность экологически чистых солнечных батарей. Разработанные ими солнечные батареи показали повышенную эффективность преобразования энергии — до 8,26% по сравнению с обычными солнечными батареями. Ожидается, что это открытие ускорит коммерциализацию экологически чистых солнечных батарей нового поколения.

Исследование опубликовано в журнале Advanced Energy Materials.

Нанокристаллы сульфида серебра и висмута (AgBiS2) в последнее время привлекают внимание как экологичный материал для солнечных батарей. Существующие высокоэффективные солнечные батареи содержат вредные тяжёлые металлы, такие как свинец и кадмий, которые загрязняют окружающую среду, но сульфид серебра и висмута обладает тем преимуществом, что он нетоксичен и доступен в виде сырья. Однако его недостатком является то, что при превышении определённой толщины электричество плохо проходит, что приводит к резкому снижению эффективности.

Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа разработала тонкую плёнку со специальной смешанной структурой, которая позволяет лучше проводить электричество. Другими словами, они смешали материалы, чтобы создать слой, улучшающий проводимость электричества. Команда химически обработала нанокристаллы сульфида серебра и висмута, чтобы придать одному слою разные свойства (донора и акцептора), что позволило более эффективно проводить электричество внутри.

В результате, когда они сделали светопоглощающий слой толщиной 65 нм в два раза толще обычного, его эффективность сохранилась, а КПД солнечной батареи повысился на 8,26%. Это эквивалентно зарядке смартфона в четыре-пять раз или включению светодиодной лампы более чем на два часа.

«Это исследование значительно увеличило длину диффузии заряда, позволив донору и акцептору сосуществовать в одном слое солнечного элемента AgBiS2, тем самым сохраняя производительность даже в более толстых слоях, — сказал профессор Чхве Джон Мин из Департамента энергетических наук и инженерии DGIST. – Мы ожидаем, что в будущем эта экологичная технология будет применяться в различных высокоэффективных солнечных элементах».

Это совместное исследование, проведённое командой профессора DGIST Чхве и командой профессора UNIST Квон О-хуна, было возглавлено студентами факультета энергетики и инженерии DGIST Ким Хэ-джун и Пак Джин-ён, а также студенткой магистратуры и докторантуры UNIST Чхве Ё-джин.

Источник: Tech Xplore