Солнечные элементы нового поколения: 90% эффективности при затенении и обратном напряжении -40 В.

Прорыв в стабильности тандемных фотоэлементов

Как сообщает ITC.ua — Техно: Политехнический университет Гонконга (PolyU) создал инновационный тандемный солнечный элемент на основе перовскита и органических материалов, который демонстрирует исключительную устойчивость к неблагоприятным условиям. Устройство сохраняет более 90% исходного КПД даже при частичном затенении и воздействии отрицательного напряжения до -40 В. Исследователи подчеркивают, что разработка способна существенно повысить надёжность солнечных панелей, эксплуатируемых в самых разных климатических зонах.

В ходе тестов тонкоплёночные элементы PolyU выдержали жёсткие испытания: после воздействия обратного напряжения -40 В их эффективность осталась на уровне более 90%. Усовершенствованные органические ячейки показали пробивное напряжение, превышающее -35 В. Экспериментальные данные впечатляют:

• При работе в течение 12 часов при -20 В элементы сохранили 90% начального КПД.
• После 2000 часов при -4,5 В — 97% эффективности.

Благодаря этим свойствам новый тип тандемных фотоэлементов достиг эффективности преобразования энергии свыше 26%.

Перспективы технологии и её влияние

Учёные выяснили, что скрытые дефекты могут вызывать повреждения ячеек при обратном смещении, и указали на источник этого разрушения. Ключевую роль в защите перовскитного слоя играет именно тандемная конструкция, что и обеспечивает стабильность. Один из авторов работы, Ли Ган, отметил:

«Мы добились значительного прогресса в стабильности органических солнечных элементов (OSC) и перовскитно-органических тандемных элементов (POTSC) в сложных условиях обратного смещения.» — Ли Ган

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Materials, что подтверждает их важность для возобновляемой энергетики. Для регионов с нестабильной инсоляцией и низкими температурами, таких как Россия, такие показатели устойчивости открывают новые перспективы для внедрения солнечной энергетики. Разработка тандемных элементов с высокой надёжностью и КПД может ускорить переход на чистые источники энергии в условиях глобального стремления к сокращению углеродных выбросов и целям устойчивого развития.

Новый тип солнечных батарей, обладающий рекордной стабильностью и эффективностью, расширяет возможности применения солнечной энергии в разных климатических условиях. Подобные инновации способствуют росту популярности возобновляемых источников, делая их более надёжными и доступными для массового использования.