Нови фотоволтаични клетки показват ефективност от почти 39% при изкуствена светлина

Изследователи от Тайван разработиха гъвкави и леки фотоволтаични клетки от перовскит, които ефективно преобразуват в електричество както изкуствената светлина, така и слабата слънчева светлина, характерна за облачното време. При стандартно улично осветление ефективността им е 12,7 %, но на закрито тя рязко се повишава до 38,7 % поради оптимизираната ширина на забранената зона. Тази технология открива потенциал за автономни източници на енергия при всякакви условия на осветление.

Перовскитните слънчеви клетки (PeSC) са по-достъпен и ефективен заместител на конвенционалните силициеви слънчеви клетки. Те се характеризират с висок коефициент на преобразуване на енергията (PCE), което означава, че са в състояние да преобразуват значителна част от светлината, попадаща върху клетката, в електричество. Това прави PeSC идеални за генериране на енергия дори при слаба светлина.

Предишни изследвания показаха, че тези клетки могат да съперничат по ефективност на традиционните силициеви панели, които доминират на пазара. Основното предимство на перовскитите е, че те могат да бъдат направени тънки, леки, гъвкави и дори полупрозрачни. Силициевите панели, от друга страна, са твърди и тежки, така че могат да се монтират само върху плоски и твърди повърхности.

Учени от Националния университет „Ян Мин Дзяо Тонг“ представиха нови разработки в областта на перовскитните слънчеви клетки. За да създадат нова слънчева клетка, изследователите са променили ширината на забранената зона в състава на перовскита. Казано по-просто, това е минималната енергия, от която се нуждаят електроните, за да „прескочат“ до по-високи енергийни нива и да започнат да произвеждат ток.

Екипът прецизира съотношението на молекулите в разтворите, които изграждат перовскитните слоеве на слънчевите клетки. По този начин те са постигнали широчина на забранената зона, която позволява на техните клетки да абсорбират светлината дори на закрито. Подобно нещо е невъзможно да се реализира в силициевите слънчеви клетки.

След това учените са тествали своите перовскитни слънчеви клетки. При стандартно слънчево осветление (12 000 лукса) ефективността им е 12,7%. Това е по-малко от най-добрите силициеви панели, които достигат 26%. Но при слаба светлина – едва 2000 лукса, както е в един типичен офис – перовскитовите клетки показват впечатляваща ефективност от 38,7%.

Тези слънчеви клетки са подходящи за използване на закрито, при облачно време и на всяко място, където светлината е оскъдна. Те могат да се използват за зареждане на малки устройства дори там, където няма пряка слънчева светлина.