Изследователи комбинираха две соларни технологии за подобряване на ефективността и стабилността на панелите

Изследователи от Принстънския университет в САЩ и Университета за наука и технологии „Крал Абдула“ (KAUST) в Саудитска Арабия успешно са комбинирали два вида соларни технологии, за да постигнат по-добра стабилност и ефективност на преобразуване на енергията, се казва в съобщение за пресата.

Панелите, изработени от силиций от много години са в основата на прехода към слънчева енергия. Дори след години на изследвания обаче учените не успяват да подобрят ефективността на преобразуване на енергията на тези панели, което се превърна в пречка за тяхното широко внедряване.

През последните години материалът перовскит влезе в заглавията на вестниците, тъй като успешно преодоля 30-процентната бариера за преобразуване на енергията, наблюдавана при конвенционалните слънчеви клетки. Въпреки това технологията, базирана на перовскит все още е ограничена до лабораториите.

Предизвикателствата при перовскита

Соларните клетки на базата на перовскит все още не са демонстрирали своя потенциал в областта поради предизвикателствата при производството и внедряването им. Тези соларни клетки са податливи и на повреди, причинени от внезапни промени в напрежението. Дори сянката, хвърлена от надвиснал клон на дърво може да доведе до внезапно спадане на напрежението при производството на енергия, което може да разруши цял модул от клетки. Въпреки, че производството на слънчеви клетки на основата на перовскит е сравнително по-евтино, тяхната слабост ги прави нежизнеспособни за производство на енергия в големи мащаби.

Свързване на две технологии

Сътрудничеството между изследователите от Принстънския университет и KAUST предполага, че тандемните слънчеви клетки, които са показали по-добра ефективност на преобразуване на енергията в сравнение с конвенционалните силициеви или перовскитови слънчеви клетки могат да помогнат за свързването на двете технологии.

За да провери хипотезата си, екипът създава три вериги слънчеви клетки. Едната съдържа само силициеви слънчеви клетки, а другата – само перовскитни. В същото време третата се състояла от тандемни соларни клетки, изработени с помощта на комбинация от силициеви и перовскитни клетки, свързани последователно с двете технологии.

След това изследователите засенчват една от клетките в поредицата, за да симулират условия на частично засенчване, с които панелите вероятно ще се сблъскат по време на дългия си живот. Обикновено перовскитовите клетки се провалят в този случай, тъй като осветените клетки продължават да генерират електрически заряд и да го изтласкват през клетката, която не е активна поради засенчването.

Както се очаквало, изследователите забелязали влошаване на състоянието на перовскитните соларни модули, докато силициевите почти не били засегнати. Тандемните клетки обаче показали изненадващи резултати, тъй като били също толкова устойчиви, колкото и модулите само от силиций, демонстрирайки нов подход за преодоляване на крехкостта на перовскитните клетки.

Изследването показва, че частичното засенчване – основен проблем за соларните клетки от перовскит не е проблем за тандемните такива, дори когато са свързани последователно. Това също така проправя пътя за широкото търговско внедряване на технологията наред със силициевите слънчеви клетки, чиято производствена екосистема вече съществува.