Ветроэнергетика и альтернативная энергетика.  

Вернуться   Ветроэнергетика и альтернативная энергетика. > Информация > Статьи

Статьи Новости, статьи и фильмы по тематике форума

Ответ
 
Опции статьи Искать в этой статье Опции просмотра
 
Старый
Разработан высокоэффективный двухслойный солнечный элемент
от gda98 13.12.2020

Разработан высокоэффективный и стабильный двухслойный солнечный элемент​


(Первый ряд слева) профессор Бенга шин (KAIST) и кандидат философии Дэхан Ким (KAIST). (Задний ряд слева) профессор Чжин Ен Ким (Сеульский национальный университет), доктор ИК Чжэ Пак (Сеульский национальный университет) и профессор Дон Хо Ким (университет Седжон).

Название: _images_000007_CL7P7663.jpg
Просмотров: 163

Размер: 150.3 Кб

Солнечные батареи преобразуют свет в электрическую энергию, но они могут быть малоэффективны и уязвимы из за окружающей среды, деградируя по причине слишком большого солнечного излучения или других факторов, включая влагу и низкую температуру. Международная исследовательская группа разработала новый тип солнечных элементов, которые могут противостоять воздействиям окружающей среды и на 26,7% эффективнее, чем существующие солнечные элементы.

Они опубликовали свои результаты 26 марта в журнале Science.

Исследователи во главе с Бьюнгхой Шином, профессором кафедры материаловедения и инженерии KAIST, сосредоточились на разработке нового класса светопоглощающих материалов, получившего название широкополосного перовскита. Материал имеет высокоэффективную кристаллическую структуру, которая может обрабатывать энергетические потребности, но она может стать проблематичной при воздействии опасных факторов окружающей среды, таких как влажность. Исследователи добились некоторого прогресса в повышении эффективности солнечных элементов на основе перовскита, но этот материал обладает большим потенциалом, чем то, что было достигнуто ранее.

Для достижения лучшей производительности шин и его команда построили двухслойный солнечный элемент, называемый тандемом, в котором два или более световых поглотителя укладываются вместе, чтобы лучше использовать солнечную энергию. Чтобы использовать перовскит в этих тандемных устройствах, ученые модифицировали оптические свойства материала, которые позволяют ему поглощать более широкий спектр солнечной энергии. Без регулировки материал не так полезен для достижения высокой производительности тандемных солнечных элементов. Модификация оптических свойств перовскита, однако, влечет за собой штраф — материал становится чрезвычайно уязвимым к воздействию окружающей среды, в частности, к свету.

Чтобы противодействовать тонкой природе перовскита с широкой полосой пропускания, исследователи разработали комбинации молекул, образующих двумерный слой в перовските, стабилизирующий солнечные элементы.

“Мы разработали высококачественный широкополосный перовскитовый материал и в сочетании с кремниевыми солнечными элементами достигли тандемных перовскит-кремниевых элементов мирового класса”,-сказал Шин.

Разработка стала возможной только благодаря инженерному методу, при котором тщательно контролируются пропорции смешения молекул, образующих двумерный слой. В этом случае перовскитовый материал не только повысил эффективность полученного солнечного элемента, но и приобрел долговечность, сохранив 80% своей первоначальной мощности преобразования даже после 1000 часов непрерывного освещения. По словам Шина, это первый случай, когда такая высокая эффективность была достигнута только с широкой полосой пропускания перовскита в одном слое.

” Такой высокоэффективный широкополосный перовскит является необходимой технологией для достижения сверхвысокой эффективности перовскит-кремниевых тандемных (двухслойных) солнечных элементов",-сказал Шин. - Результаты также показывают важность согласования запрещенных зон верхних и нижних ячеек в этих тандемных солнечных элементах.”

Исследователи, стабилизировав широкий диапазон перовскитового материала, теперь сосредоточены на разработке еще более эффективных тандемных солнечных элементов, которые, как ожидается, будут иметь более чем 30% эффективности преобразования энергии, чего еще никто не достиг,

“Наша конечная цель состоит в разработке сверхвысоких эффективных тандемных солнечных элементов, которые способствуют увеличению общей солнечной энергии между всеми источниками энергии”,-сказал Шин. “Мы хотим внести свой вклад в оздоровление планеты.”

Эта работа была поддержана Национальным исследовательским фондом Кореи, Корейским институтом оценки и планирования энергетических технологий, Министерством торговли, промышленности и энергетики Кореи и Министерством энергетики США.

Среди других участников-Дэхан Ким, Джекюнг Ким, Пассарут Бунмонгколрас, сон Рю Пэ и Минкю Ким, все из которых связаны с Департаментом материаловедения и инженерии в KAIST. Среди других авторов-Байрон У. Ларсон, Шон П. Данфилд, Чжуаньсяо Сяо, Цзиньхуэй Тун, Фэй Чжан, Джозеф Дж.Берри, Кай Чжу и Дон Хо Ким, все они связаны с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии в Колорадо. Данфилд также связан с программой материаловедения и инженерии в Университете штата Колорадо; Берри также связан с кафедрой физики и Институтом возобновляемой и устойчивой энергетики в Университете Колорадо Боулдер; а Ким также связан с кафедрой нанотехнологий и передовых материалов в Университете Седжонг. Хи Чжун Чжун и Винаяк Дравид с кафедры материаловедения и инженерии Северо-Западного университета; ИК Чжэ Пак, Су Гын Джи И Цзинь Ен Ким с кафедры материаловедения и инженерии Сеульского национального университета; свой вклад внес и сок Беом Кан с кафедры нанотехнологий и передовых материалов университета Седжонга.

Изображение 1. Исследование ТЭМ высокого разрешения, выявляющее атомную конфигурацию двумерных пассивационных слоев.
Название: _images_000007_Image_1..jpg
Просмотров: 159

Размер: 95.8 Кб

Изображение 2. Структура и фотоэлектрические характеристики тандемного устройства перовскит-Си.
Название: _images_000007_Image_2..jpg
Просмотров: 163

Размер: 45.8 Кб

Image credit: Professor Byungha Shin, KAIST

Ограничения на использование изображений: новостные организации могут использовать или распространять это изображение с надлежащей атрибуцией только в рамках новостного освещения данной статьи.

Публикация: Kim et al. (2020)”эффективные, стабильные кремниевые тандемные ячейки, обеспеченные анионно-инженерными широкозонными перовскитами". Наука. Доступно онлайн по адресу https://doi.org/10.1126/science.aba3433

Профиль:

профессор
Byungha
Shin byungha@kaist.ac.kr http://energymatlab.kaist.ac.kr /
кафедра материаловедения и инженерии
KAIST

Профиль:
Дэхан Ким
кандидат
технических наук
zxzx4592@kaist.ac.kr http://energymatlab.kaist.ac.kr /
кафедра материаловедения и машиностроения
КАИСТ

Последний раз редактировалось gda98; 13.12.2020 в 20:11.
Ответить с цитированием
Просмотров 2537 Комментарии 0
Всего комментариев 0

Комментарии

Ответ

Опции статьи Искать в этой статье
Искать в этой статье:

Расширенный поиск
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Вкл.

Быстрый переход

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Индекс цитирования
Flag Counter

Часовой пояс GMT +4, время: 00:43.


Powered by vBulletin® Version 3.8.2
Copyright ©2000 - 2021, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Copyright © 2010 Windpower Russia