Съдържание:

Най-добрата слънчева клетка някога: Перовскит + графен + силиций
Най-добрата слънчева клетка някога: Перовскит + графен + силиций

Видео: Най-добрата слънчева клетка някога: Перовскит + графен + силиций

Видео: Перовскиты — Алексей Тарасов / ПостНаука 2022, Декември
Anonim

И с цялото вълнение от „чудесния“материал на слънчевите клетки перовскит, лесно е да се забрави, че само преди няколко години графенът беше яростта на новите чисти технологии. Е, графенът все още е много в сместа и изследователите се обединяват около идеята да го комбинират с перовскит в нова слънчева клетка. По-лесно да се каже, отколкото да се направи!

слънчева клетка perovskite
слънчева клетка perovskite

Слънчевите клетки като този на Perovskite могат да бъдат следващото голямо нещо, ако излезе нов разтвор на основата на графен (снимка: NREL).

Графен + Перовскит в една слънчева клетка

За тези от вас, които са нови в темата, графенът е двуизмерен материал с уникални и мощни електронни свойства. Открит е през 2004 г., след като изследователите са обелили парче лепкава лента от парче графит и са започнали да се блъскат в структурата на ултратънкия филм, прилепнал към лентата.

Перовкситът също е минерал, който се поддава на работата на слънчевите клетки. Произходът му датира малко по-далеч от графена, след като се появи в планините Урал през 19 век. В днешно време в лабораторията могат да се създават синтетични варианти на перовскит с относителна лекота.

Предизвикателството за дизайна на слънчевите клетки е, че и двата материала са фини. Известно е трудно да се работи с графен, а перовскитите имат проблем с трайността, който трябва да бъде включен в дизайна.

Ако това звучи като много за обработка в едно устройство, това е така. Независимо от това, изследователите се занимават с комбинацията от графен-перовскит. В последния обрат екип, базиран в Италия, е проектирал слънчева клетка около тези двойни предизвикателства и е постигнал впечатляваща ефективност на слънчева конверсия от 26,3%.

Решаване на проблемното място на слънчевите клетки на Perovskite-Silicon

Всъщност 26,3% не е съвсем рекорд за перовскит слънчеви клетки, чието заглавие е с коса над 29% в комбинация със силиций. Когато обаче влезе в игра компромисът между ефективността на преобразуване и разходите, предимството би могло да бъде за слънчевите клетки, които се поддават на производствени техники с голям обем и ниска цена.

Новото изследване е съвместно усилие между водещата инициатива на ЕС за графен в Римския университет Tor Vergata, Италианския технологичен институт и отделението на IIT, специалиста по графени BeDimensional и испанската компания за чисти технологии ENEA.

Можете да получите всички подробности в статията „Механично подредени, двутерминални слънчеви клетки на базата на графен Perovskite / Silicon Tandem с ефективност над 26%“, публикувана в последния брой на списание Joule.

За тези от вас в движение, екипът започна с предпоставката, че перовскит / силициевите тандемни слънчеви клетки могат да бъдат следващото голямо нещо, поради убийствена комбинация от относително ниски производствени разходи плюс достоен шанс за надвишаване на границите на ефективността на слънчевата конверсия на само силиций.

Тесното място е - или е било - от страна на производството, докато екипът измисли заобиколно решение.

„Обработката на разтвор на перовскитни слънчеви клетки директно върху текстурираната предна повърхност на високоефективни аморфни / кристални силициеви хетеропреходни клетки е основното пречка“, обясняват изследователите. „Нашето опростено механично подреждане на под-клетките с два терминала спомага за постигането на високоефективни PV устройства.“

По принцип новият подход е да конфигурирате всяка част от слънчевата клетка, преди да ги свържете всички заедно с помощ от мастило на базата на графен.

Според изследователите новата техника може да се приложи към съществуващата реколта от перовскитни слънчеви клетки, като се използват стандартни производствени методи, базирани на разтвор.

Емануел Кимакис, ръководител на водещия работен пакет за производство на енергия за графен, предоставя техническия обяснител (GRMs се отнася за графен и други мастила, направени с 2-D материали).

„Тази новаторска работа демонстрира, че интегрирането на мастилата за GRM с морфология при поискване и регулируеми оптоелектронни свойства в тандемна структура може да доведе до промишлено производство с висока производителност“, каза той. „Графенът и свързаните с него материали подобряват производителността, стабилността и мащабируемостта на тези устройства.“

Нагоре и нагоре За ГРОЗДЕ

Според Kymakis, новата слънчева клетка ще бъде основата на водещия проект на Graphene GRAPES, чиято цел е да надмине 30% марка за слънчево преобразуване, като същевременно намали производствените разходи.

Поддържането на висока ефективност на слънчево преобразуване, като същевременно се увеличава размерът на слънчевия модул, е друга ключова цел.

Като проект, финансиран от Европейската комисия, GRAPES превозва много товари. Проектът има за задача да „подобри приемането на проекти за слънчева енергия в Европа чрез подобряване на стабилността и ефективността на тази технология, когато се разгръща в голям мащаб“.

Освен BeDimensional, други партньори от частния сектор в начинанието са Greatcell Solar и Siemens.

GRAPES стартира едва миналия декември и изглежда, че те се движат напред с бърз клип. Следващите стъпки включват намиране на места за полеви тестове на слънчеви клетки, базирани на перовскит, на открито, което наистина е мястото, където каучукът се среща с пътя.

CleanTechnica се свързва, за да види дали все още е избрала тестова площадка, така че останете на линия за повече информация.

Снимка (изрязана): фотоволтаична клетка Perovskite чрез NREL (кредит: Денис Шрьодер).

Популярни по теми