Последние годы стали временем больших успехов солнечной энергетики благодаря важным достижениям в фотоэлектрических технологиях. Благодаря недавним инновациям в области перовскитовых солнечных элементов и низкоэффективных прозрачных панелей южнокорейские учёные разработали высокоэффективные прозрачные элементы. По словам исследователей, эта технология может скоро быть интегрирована в стеклянные поверхности смартфонов, автомобилей и зданий для их энергоснабжения.
В марте прошлого года профессора Ли Чжэ-Суна, Чан Чжи-Вука, Сок Сан-Иля и Лим Хан-Квон из Ульсанского национального университета науки и технологий (UNIST) в Южной Корее создали фотоэлектрохимическое устройство для получения зеленого водорода. Недавно другая команда UNIST при поддержке Корейского института оценки и планирования энергетических технологий (KETEP) разработала кристаллический кремниевый солнечный элемент с высокой прозрачностью и эффективностью.
Инновационный, компактный дизайн
Прозрачные солнечные элементы – перспективное достижение в сфере возобновляемой энергии. В отличие от обычных, их можно интегрировать в стеклянные поверхности. Для этого пришлось решить технические проблемы, например, использование металлических проводов, снижавших эффективность и внешний вид. Исследователи под руководством профессора Кваньонга Сео выбрали технологию «all-back-contact» (ABC) для преодоления этих препятствий.
Расположение всех элементов солнечной батареи сзади создаёт привлекательный вид. Все элементы располагаем на обратной стороне солнечной панели, поэтому лицевая сторона стала полностью прозрачной и без цвета, подобно обычному стеклу. », — сказал Сео в пресс-релизе UNIST.
Учёные создали метод сборки под названием «бесшовная модульная сборка» для преодоления проблемы непрозрачных металлических проводов. Он основан на объединении небольших ячеек в более крупный модуль, исключая зазоры и видимые провода. В результате получилось создать модуль площадью 16 см² с прозрачными солнечными элементами, напоминающими стекло.
Высокая производительность при прозрачности…
В исследовании, В журнале «Просединги Национальной академии наук» учёные сообщили о достижениях прозрачных солнечных элементов ABC: после множества испытаний эффективность преобразования энергии составила 15,8%. Пропускная способность таких элементов составляет 20% видимого света.
В серии испытаний прозрачный фотоэлектрический модуль использовали для подзарядки смартфона, показав возможность его использования непосредственно на экране мобильного устройства для питания. Исследователи также отметили, что модуль способен генерировать напряжение в 10 вольт при мощности в 235 милливатт.
«Исследование устраняет эстетические недостатки прошлых прозрачных солнечных батарей и расширяет возможности их применения в сферах, например, бытовой техники, строительстве и автомобилестроении. — заявляют соавторы исследования Чонгван Парк и Кангмин Ли.
«Обнаружено новое направление для изучения модульности, необходимое для коммерциализации прозрачных кремниевых фотоэлементов. Работа продолжится с целью превращения этих элементов в основную технологию будущей отрасли возобновляемой энергетики. », — заключает профессор Сео.