Сонячні батареї нового покоління. Батареї просять сонця Інфрачервоні сонячні батареї нового покоління
Отримав партію сонячних панелей потужністю по 100 Вт, 12 вольт полі кристал, в даному відео можна буде подивитися наскільки сонячні панелі здешевили, щоб підтримати низьку ціну. У цьому ролику я вам покажу перші недоліки, які я побачив відразу на цій панелі після того, як дістав. Знову ж таки місце на карті скінчилося не в слушний момент, звідси частину я допишу текстом.
Сонячні елементи використовуються з ККД 22% і 4 шини на елемент, це хороший плюс, але якщо врахувати, що дроти, які стали встановлювати, звичайна мідь і реального перерізу 2.5 квадрата, і при цьому вони не припаюються, а завальцьовуються. Це або мінус, або як безкоштовний подарунок. Так як МС4 конектори, які використовуються на проводах, ну і сама коробка з резинками під IP65 виготовлені з дуже низької якості пластику. Причому, якщо коробка зроблена ще з терпимої якості пластику, то МС4 тут одноразові. Якщо ви не плануєте ставити на постійну дислокацію надвір, то тут ще можна змиритися. А ось якщо ви берете подібні панелі саме для постійної установки, то відразу варто запастися якісними проводами, заглушками під коробки і якісними МС4 конекторами.
Натомість дроти в цій партії йдуть уже довгі, перевірити чи тимчасово підключиться підуть. Але все-таки рекомендую використовувати інші конектори і дроти хоча б 6 квадратів.
Що стосується профілю панелі, то тут явне здешевлення майже вдвічі в порівнянні з панелями 2016 року. Зате, напевно, це єдиний виробник із такою демократичною ціною за сонячну панель на ринку. Адже найголовніше — це не дроти і коробки чи профіль, а саме скло, бутерброд із пластику та Єва плівки, та сонячні елементи.
Коротший тест сонячної панелі 2017 року вже знято і з'явиться трохи пізніше. У цьому ролику я даю інформацію тим, хто ще тішить себе надією, що ціна буде нижчою, а панелі все-таки будуть вищими за якістю. На жаль, вартість панелей варіюється за різними факторами, і тут також сильно впливає чесність перекупників до завищення вартості на одиницю сонячної енергії, яка може бути невиправдано завищеною за низької якості складання панелі.
Та й за якістю збирання сонячних панелей експертів у нас мало, а щоб щось знати про панелі потрібно мати уявлення про ринок та мінливі тенденції у збиранні сонячних панелей. Дізнайся, як гравці казино заробляють на цьому реальні гроші, граючи на ігрових автоматах онлайн.
Дане відео знімалося у день отримання сонячних панелей, які отримала компанія Ексморк цього року.
20 років тому електрика, здобута із сонячної енергії, здавалася нам просто фантастикою. Але вже сьогодні вже нікого не здивуєш.
Жителі країн Європи давно зрозуміли всі переваги сонячної енергії, і тепер висвітлюють вулиці, обігрівають будинки, заряджають різні прилади тощо. У цьому огляді йтиметься сонячних батареях нового покоління, створених для полегшення нашого життя та збереження навколишнього середовища.
Типи СБ
Принцип роботи сонячної батареї (Для збільшення натисніть) Сьогодні налічується понад десять видів сонячних пристроїв, що використовуються в тій чи іншій галузі.Кожен вид має свої характеристики та експлуатаційні особливості.
Принцип роботи кремнієвих сонячних батарей: на кремнієву (кремнієво-водневу) панель потрапляє сонячне світло. У свою чергу, матеріал пластини змінює напрямок орбіт електронів, після чого перетворювачі дають електричний струм.
Ці пристрої можна умовно розділити на чотири види. Нижче розглянемо їх докладніше.
Монокристалічні пластини
Монокристалічна СБ Відмінність цих перетворювачів у тому, що світлочутливі осередки спрямовані лише в один бік.
Це дає можливість отримувати найвищий ККД – до 26%. Але при цьому панель повинна постійно бути спрямована на джерело світла (Сонце), інакше потужність віддачі істотно знижується.
Іншими словами, така панель гарна лише у сонячну погоду.Увечері та в похмурий день такий вид панелей дає трохи енергії. Така батарея стане оптимальною для південних районів нашої країни.
Полікристалічні сонячні панелі
Полікристалічна СБ Пластини сонячних панелей містять кристали кремнію, спрямовані в різні боки, що дає відносно низький ККД (16-18%).
Однак головною перевагою цього виду сонячних панелей - у відмінній ефективності при поганому та розсіяному світлі. Така батарея все одно живитиме акумулятори в похмуру погоду.
Аморфні панелі
Аморфна СБ Аморфні пластини одержують шляхом напилення кремнію та домішок у вакуумі. Шар кремнію наноситься на міцний шар спеціальної фольги. ККД подібних пристроїв досить низький, трохи більше 8-9%.
Низька віддача пояснюється тим, що під дією сонячних променів тонкий шар кремнію вигоряє.
Практика показує, що після двох-трьох місяців активної експлуатації аморфної сонячної панелі ефективність падає на 12-16% залежно від виробника. Термін служби таких панелей трохи більше трьох років.
Перевага їх у низькій вартості та можливості перетворювати енергію навіть у дощову погоду та туман.
Гібридні сонячні панелі
Гібридні СБ Особливість таких блоків у тому, що в них поєднано аморфний кремній та монокристали. За параметрами панелі схожі на полікристалічні аналоги.
Особливість таких перетворювачів у кращому перетворенні сонячної енергії в умовах розсіяного світла.
Полімерні батареї
Багато користувачів вважають, що це перспективна альтернатива сьогоднішнім панелям з кремнію. Це плівка, що складається з полімерного напилення, алюмінієвих провідників та захисного шару.
Особливість її в тому, що вона легка, зручно гнеться, скручується та не ламається. ККД такої батареї становить лише 4-6%, проте низька вартість та зручне використання робить такий вид сонячної батареї дуже популярною.
Рада спеціалістів:щоб заощадити час, нерви та гроші, купуйте сонячне обладнання у спеціалізованих магазинах та на перевірених сайтах.
Нові розробки
З кожним днем технології швидко розвиваються, і виробництво сонячних моделей не стоїть на місці. Пропонуємо ознайомитись з останніми новинками на ринку сонячних систем.
Сонячна черепиця
Сонячна черепиця Щоб не зіпсувати естетику покрівлі будинку і при цьому отримувати безкоштовну енергію сонця, можна розглянути варіант із покупкою сонячної черепиці. Цей оздоблювальний матеріал складається з досить міцного корпусу та вбудованих фотоелементів.
Покрівельне покриття виробляє достатньо енергії, яку можна використовувати у побутових умовах. При використанні такого матеріалу-обладнання можна живити окремо виділену мережу або скидати електроенергію в загальну мережу.
У будь-якому разі загальні витрати на електроенергію знижуються.
Лідером із виробництва сонячної черепиці є компанія з Росії – «Інноватікс». Ось уже понад десять років вона продає високоякісні оздоблювальні матеріали із вбудованими фотоелементами.
Цікаво, що таку черепицю важко від звичайного покрівельного матеріалу навіть за близької відстані.
Переваги сонячної черепиці:
- Напівпровідниковий матеріал, який використовується для з'єднання фотоелементів, скоротили в 4 рази.
- Інноваційна система фокусування сонячного світла дозволяє отримувати у 5 разів більше енергії.
- Середній термін експлуатації сонячної черепиці становить 20 років.
- Відносно невелика вага черепиці не має негативного тиску на покрівлю.
- Міцність сонячної черепиці дозволяє її використовувати за будь-яких погодних умов. Черепиця спокійно витримує град та інші опади.
- Простота кріплень дозволяє надійно встановлювати черепицю в найкоротші терміни.
Сонячне вікно
Сонячне вікно Буквально три роки тому на ринку сонячних технологій з'явилася нова розробка американських конструкторів із Pythagorus Solar Windows. Суть інновації в тому, щоб використовувати шибку як панель, що видобуває сонячну енергію.
Подібні панелі на повну використовують у висотках європейських міст. Це дозволяє суттєво економити електроенергію.
Технологія сонячних вікон є використанням фотоелементів у вигляді кремнієвих смуг, вбудованих між склом. Крім того, що вікна вироблятимуть додаткову електроенергію, на додаток вікно захищатиме кімнату від перегріву, затримуючи сонячне світло. Зовні сонячні вікна нагадують звичні жалюзі.
Інший виробник сонячних вікон «Solaris Plus» пропонує використовувати спеціальне скло, оброблене спеціальним кремнієвим напиленням. Смуги будуть перетворювати сонячні промені на електроенергію, яка живитиме АКБ через напівпрозорі провідники.
Гібридні фотоелементи
У 2015 році американськими конструкторами було розроблено гібридні фотоелементи, що дозволяють перетворювати електроенергію не тільки із сонячного світла, а й тепла. Суть конструкції полягає у застосуванні фотоелементів із кремнію та полімерної плівки «PEDOT».
Фотоелемент фіксується з піроелектричною плівкою і з'єднується з термоелектричним обладнанням, здатним перетворювати тепло на електричний струм.
Тестування нової гібридної технології показало, що нова термічна плівка здатна виробляти вдесятеро більше електроенергії, ніж стандартна сонячна панель.
Системи на основі біологічної енергії
Дослідження, проведені фахівцями з університету Кембриджу, поки що не дали конкретних результатів у галузі розробки сонячних систем нового покоління, що перетворюють біологічну енергію (фотосинтез). Останні результати показали ККД менше ніж 0.4 %.
Але розробки не зупиняються, а вчені обіцяють, що найближчим часом отримувати енергію від біологічних сонячних систем.
Варіанти таких батарей вражають:
- Лампа денного світла, що працює від звичайного лісового моху.
- Електростанції у вигляді великого листя.
- Панелі із рослин для домашнього користування.
- Щогли з рослин, з яких видобуватимуть електроенергію та багато іншого.
Сподіваємося на те, що незабаром геліосистеми нового покоління будуть використовуватися по максимуму. Це дасть можливість забезпечити електроенергією кожен будинок на планеті, без шкоди навколишнього середовища.
Дивіться відео, в якому розповідається про сонячні батареї нового покоління:
Вчені з МІСіС розробили гнучку сонячну батарею втричі дешевше за кремнієві панелі
Джерело: http://tass.ru/nauka/3193630
МОСКВА, 11 квітня. /ТАС/. Вчені з Науково-дослідного технологічного університету «МІСіС» спільно з колегами з університету Техасу в Далласі розробили гнучку сонячну батарею на основі метало-органічного з'єднання, вартість якої щонайменше втричі нижча від кремнієвих панелей, повідомляє прес-служба університету.
Розроблена вченими НДТУ «МІСіС» гнучка сонячна батарея
«Група вчених НДТУ «МІСіС» під керівництвом професора Анвара Західова представила технологію створення тонкоплівкового фотоелемента на основі гібридного метал-органічного з'єднання — перовскіту, що дозволяє перетворювати енергію сонячного випромінювання в електричну з ККД понад 15%, при планованих показниках. розрахункова вартість квадратного метра перовскітних сонячних панелей становить менше 100 доларів США, тоді як квадратний метр кращих кремнієвих коштує 300 доларів США. У масовому виробництві різниця стане 4-6-кратною», - йдеться у повідомленні.
Сонячні батареї на основі кремнію відрізняються високою вартістю через високотехнологічне, енергоємне та токсичне виробництво кремнію. Крім того, вони значно тендітніші і менш гнучкі порівняно з розробкою російських учених. Особливість перовскітної технології в тому, що активні шари сонячних елементів на його основі можна наносити з рідких розчинів на тонкі і гнучкі підкладки. Це дозволяє розміщувати сонячні батареї на поверхнях будь-якої кривизни: віконні напівпрозорі «енергоштори» будинків та машин, фасади та дахи будівель, побутова електроніка та багато іншого.
«Головною перевагою гібридних перовскітів є простота їх отримання із звичайних солей металів та промислових хімічних органічних сполук, а не з дорогих і рідкісних елементів, що використовуються у високоефективних напівпровідникових аналогах, таких як сонячні батареї на основі кремнію та арсеніду галію. Не менш важливо, що матеріали на основі перовскіту можуть бути використані для друку фотоелектроніки не тільки на скло, але і на інші матеріали і поверхні. Це робить батареї набагато дешевше, ніж за складніших способів отримання тонкоплівкових сонячних елементів», — сказав Західов, слова якого наводяться в повідомленні.
Істотне зниження вартості виробництва сонячних батарей сприятиме збільшенню частки екологічно чистих, відновлюваних джерел енергії у загальному енергетичному «пирізі».
Російські вчені розроблять пластичні сонячні батареї нового типу
Джерело: http://tass.ru/ural-news/3174602
ЕКАТЕРИНБУРГ, 4 квітня. /ТАС/. Російські вчені планують розробити перші досвідчені зразки пластичних сонячних батарей нового покоління до 2018 року, повідомив кор. ТАРС – науковий співробітник Управління з наукової інноваційної діяльності Південно-Уральського державного університету Олег Большаков. Проект реалізується за грантової підтримки Російського наукового фонду.
«Спільно із колегами з московського Інституту органічної хімії ми працюємо над створенням пластичних тонкоплівкових сонячних батарей нового покоління вже протягом 1,5 років. Перша партія матеріалу для сонячних батарей вже готова, вона тестуватиметься протягом 2-3 місяців у спеціальній лабораторії при університеті Единбурга у Шотландії», - сказав Большаков. «У Росії поки що необхідних сертифікованих лабораторій немає, тому ми звернулися до закордонних фахівців. За планом до 2018 року ми випустимо перші дослідні зразки», - додав він.
За словами вчених, головна особливість сонячних батарей нового типу – органічний світлочутливий матеріал. «Такі батареї не будуть токсичними, також вони не вимагають великої кількості світлочутливого матеріалу — у 1000 разів менше, ніж батареї попередніх поколінь, тому вони будуть і найбільш доступними за ціною. З цих причин розробки у цьому напрямі ведуться у всьому світі. Але аналогів нашої технології поки що немає, тож реалізація нашого проекту дасть нам великі переваги в альтернативній енергетиці майбутнього», — додав Большаков.
Він також зазначив, що на даний момент фахівці мають виявити статистичну залежність між структурою матеріалів та ефективністю. «Кожен фотоелемент характеризується двома основними параметрами – стійкістю та енергоефективністю. Необхідно визначити найбільш вдалі варіанти з тих, які ми відправили до лабораторії, після чого їх можна буде застосовувати до різних поверхонь. Подальша наукова робота буде пов'язана із удосконаленням матеріалів», - пояснив учений.
Хто заборонить нам мріяти!
Дедалі частіше вченими розглядається вічний двигун як із видів альтернативних джерел енергії, відновлюваних природою безоплатно. Якщо брати погляд закону збереження енергії, тоді такий двигун неможливий. Але названий закон діє лише замкнених електричних мереж.
Ми підключаємо електроприлад до мережі вилкою двома провідниками. Підключи один — електроструму не буде, бо ланцюг не замкнутий. А Ніколо Тесла, сербський учений, ще на початку минулого століття продемонстрував передачу струму по одному провіднику. І був уже на порозі відкриття передачі струму взагалі без дротів. Тим самим, вчений довів, що вічний двигун можливий, але за умови розімкнутої мережі.
Тесла одним з перших зрозумів, що Земля і навколоземний простір є незамкнутою електричною мережею. Отже, закон збереження енергії за такої мережі не діє і є можливість отримувати з космосу невичерпну енергію і приводити до руху вічні двигуни. Вперше на власні очі вчений продемонстрував свою ідею в 1931 році на безшумному автомобільному електродвигуні і їздив цілий тиждень без акумуляторів та зарядних пристроїв.
Сучасники йому не повірили. Вченого обізвали шарлатаном. Типовий приклад для будь-якої епохи, коли людину, яка випереджає свій час у відкриттях чи ідеях, заздрісники або шельмують, або укладають у психлікарню. Слава Богу, чаша ця минула Тесла, але ненормальним його вважали до кінця його днів і шельмування він зазнавав постійно.
Однак і досі є скептики, які не вірять ні в які дива. На їхню думку, природні двигуни існують, але їх не можна назвати «вічними», тому що вони не є постійними. Зараз все крутиться-крутиться, за годину вітер затих, сонце зникло за хмари або настала ніч і «вічний» двигун замовк. Інша справа гідроелектростанція, або атомна - там є можливість отримати "вічний" двигун на тривалий час, але назвати його абсолютно вічним теж не можна.
За великим рахунком, правомірність вічних двигунів не стикується із Законом збереження енергії, який досі не спростовано жодним із відомих лабораторних експериментів. Така думка скептиків.
До речі, ви самі можете зробити вічний двигун:
Тож тепер і мріяти не можна, як це успішно робив Ніколо Тесла? Він мріяв про передачу електроенергії на великі відстані без проводів та розробляв нові підходи до вирішення цієї проблеми. Йому вдавалося вмикати та вимикати електродвигун на значній відстані від нього, включати лампочки без будь-якої проводки. Це відбувалося 1892 року, а секрети великого вченого досі не розгадані.
Шукаємо слабкі місця у законі
Закон збереження та перетворення енергії у вільній інтерпретації трактується так: у будь-яких природних явищах енергія просто так не виникає і не зникає. Вона перетворюється з одного виду на інший, але при цьому її значення зменшується. І немислимо думати про який вічний двигун без докладання постійних додаткових зусиль.
Але люди століттями шукають можливості створення вічного двигуна. Ось приклади кількох винаходів:
Вчені ламають голови над тим, як би обійти цей гальмівний закон і посунути науку на службу людства шляхом, який намацав Миколо Тесла 122 роки тому і забрав із собою в могилу свої секрети. Як знайти ці природні «додаткові зусилля», щоб без участі людини за допомогою поновлюваних джерел енергії запрацював вічний двигун?
Дещо вченими в цьому напрямі вже зроблено. Інститут імені А.Іоффе в Петербурзі відкрив центр з виготовлення тонкоплівкових сонячних батарей, здатних виробляти енергію не тільки за прямого впливу сонячних променів, але навіть при інфрачервоному випромінюванні. Значить, уночі.
Зачіпку знайдено, яке може призвести до того, що на законі збереження енергії можна буде найближчим часом поставити жирний хрест. До такої ж думки прийшли і вчені з підмосковної Дубни, про які йдеться в наступному розділі.
До ранкової зустрічі, сонце!
Чому в нашій країні використання сонячної енергії на такому низькому рівні? Та й світ не може пишатися переважним приборканням енергії, що відновлюється сонцем. В чому причина?
Сонце тут не до чого. По-перше, до теперішнього часу людська спільнота не навчилася перетворювати денне світло на електричний струм із належним ККД. По-друге, сонячні батареї, що випускаються, працюють тільки вдень і в ясну сонячну погоду. І, по-третє, не винайдено ще ефективних і безпечних акумуляторів для достатнього накопичення енергії, якої вистачить до наступного світлового дня. А що тоді робити в мерзлій тундрі, територія якої в нашій країні величезна? Адже там до сходу сонця півроку треба чекати!
Але, на щастя, про такий стан справ можна тепер говорити минулого часу. У підмосковній Дубні продемонстрували перший зразок принципово нового фотоелемента. Він і став головним компонентом сонячної батареї, авторами якої є вчені центру інституту ядерних досліджень. Нова батарея не має собі подібних, а використання відкритих фотоелементів призведе до справжньої технічної революції в освоєнні сонячної енергетики.
Кілька слів треба сказати про принцип роботи нової сонячної батареї. Вона складається з так званого гетероелектричного фотоелемента, який однаково добре діє як у видимому, так і інфрачервоному випромінюванні. Крім того, нова батарея забезпечена гетероелектричним конденсатором, що має значну ємність, маючи при цьому малий об'єм.
Результат перевершив усі очікування російських вчених. Якщо ККД старих фотоелементів становив 5 максимум 7%, то для батарей з використанням нових фотоелементів результат приголомшливий. Він може досягти 30% та вище. Мало того, вироби мають унікальну здатність працювати навіть уночі, чудово реагуючи на інфрачервоне випромінювання.
З'явилася можливість стверджувати, що незабаром вступлять у дію не тільки сонячні батареї, а й «зоряні», здатні видобувати електроенергію в будь-який час доби і спокійно, в робочому ритмі зустрічати ранкове сонце, хоч би скільки тривала ніч. І з новою силою заряджатися на майбутню безперебійну роботу. Чим не вічний двигун, який працює на відновлюваній енергії!
Думка, що сумнівається:
«Ось це глобальні перспективи! З'явиться можливість на дачі встановити сонячні батареї! Так плюс енергію вітру використати!
Але, як на мене, масово не впроваджуватимуться екологічно чисті джерела. «Вуглеводневим» магнатам таке не до смаку. Вони продовжуватимуть цькувати всіх і самих себе хімією та веслувати бабки на наших хворобах. Їм здорова нація не потрібна. Тому що вона стане некерованою»!
Думка розсудливого:
«На перший погляд можна утвердитися на думці, що гетероелектричні елементи сонячних батарей — це суцільна фантазія. Але таке помилкове враження. Шалений опір монополій говорить про протилежне. Значить, за новими сонячними батареями велике майбутнє, якщо багатії не на жарт сполошилися».
Думка песиміста:
«Гетероелектрики, безперечно, можуть привести світ до геополітичного переділу. Але ж цього не допустять! Інтереси політиків та грошових мішків не дадуть відірватися від споживання вуглеводневої сировини. Занадто великі ставки зроблено. Власники з корисними копалинами горло перегризуть за своє безбідне існування».
Думка оптиміста:
«Це, звичайно, безрадісно, але зневірятися не слід. Сьогодні інтернет цілком дозволяє винахідникам нашої країни, та й усього світу, об'єднатися та спільними зусиллями думати над проектами, впроваджувати їх у виробництво, знаходити спонсорів тощо. Не виключена і така можливість, що вал народної ініціативи з головою накриє бюрократичну тяганину і з'являться моделі, що працюють. Тоді процес стане незворотним».
Джерело - Блог «Екологія в Росії» Лева Миролюбова з Іжевська.
«Привіт плем'я, молоде, незнайоме»
Мова не про людей, а про нове покоління сонячних батарей. Вченим вдалося розробити такі батареї, які здатні отримувати електрику із сонячної енергії навіть тоді, коли сонце сховається у хмарах або зайде до ранку за обрій.
Знайомтеся – пластичні сонячні батареї! Їх можна наносити на раму як фарбу, або наклеювати як плівки. Їхня головна перевага — вони здатні вловлювати інфрачервоне випромінювання. Це означає працювати вночі так само ефективно, як і вдень. Погодьтеся, чималий крок на шляху до прогресу!
Існуючі матеріали виготовлення традиційних сонячних батарей вловлювали лише видиме сонячне світло, хоча інша більшість випромінювання перебувала в інфрачервоному діапазоні.
Винайдений матеріал – такий пластичний склад, який здатний реагувати як на інфрачервону, так і на видиму частину спектра. Завдяки таким конструкціям з'явилася можливість уловлювати значний обсяг сонячної енергії та виробляти електроенергію.
Але це не найважливіше. Із використанням у виробництво сонячних батарей нового покоління із застосуванням незвичайного матеріалу вартість виробів різко знизилася, що дає надію масового використання відновлюваних джерел у вигляді енергії сонця.
Російським нанотехнологіям – бути!
Раніше сонячні батареї виготовляли на кремнієвій основі. А кремній отримували шляхом розкладання вибухонебезпечного газу силану. Його молекула містить один атом кремнію та чотири атоми водню. Вчені домоглися заміни чистого кремнію отримання тетрафториду кремнію, що виключило будь-яку небезпеку під час виготовлення виробу.
При новій технології можна змінювати склад кремнію, покращуючи цим його електричні властивості. Такі зразки вже отримані в Нижньому Новгороді, що дало змогу отримувати тонкі та гнучкі плівки, здатні працювати навіть уночі. Це відкрило пряму дорогу для більш ефективних і дешевих матеріалів для сонячних батарей нового покоління.
Кремнієві батареї використовуються і на великих сонячних електростанціях, що створюються в альтернативній енергетиці, і вже почали впевнено завойовувати приватний ринок для росіян, стурбованих забрудненням природи та зростанням цін на електроенергію.
ККД батарей нового покоління досягає 30%, проти колишніх, дорожчих і громіздких, що мають ККД лише 5-7%.
Результат роботи нижегородських практиків у межах розробки пріоритетних напрямів технологічного комплексу Росії заклав основу створення нової технології нашій країні.
Екологія споживання. Наука і техніка: швейцарські фізики продемонстрували роботу нового покоління сонячних батарей, що володіють рекордно високим ККД і при цьому залишаються досить дешевими в порівнянні зі звичайними фотоелементами.
Швейцарські фізики продемонстрували роботу нового покоління сонячних батарей, що мають рекордно високий ККД і при цьому залишаються досить дешевими в порівнянні зі звичайними фотоелементами.
Плівки з аналога незвичайного природного мінералу допомогли фізикам зі Швейцарії створити новий вид дешевих сонячних батарей, які перетворюють рекордні 20% енергії сонячного світла на електрику, йдеться у статті, опублікованій у журналі Nature.
«Кращі прототипи сонячних батарей на перовскітах використовують спеціальні матеріали, які дуже складно виготовляти та очищати. Їхня мінімальна вартість становить близько 300 євро за грам речовини, що унеможливлює їх комерційне використання. Для порівняння, нашу речовину, FDT, легко виготовляти і вона вп'ятеро дешевша, і при цьому має ті самі якості», - заявив Мохаммад Назіруддін (Mohammad Nazeeruddin) з Федеральної політехнічної школи Швейцарії в Лозанні (EPFL).
В останні роки вчені створили кілька екзотичних матеріалів, які дають змогу збільшити ефективність сонячних батарей у кілька разів. Зокрема, увагу фізиків все більше привертає мінерал перовскіт та його синтетичні аналоги, тонкі плівки якого є напівпровідниками, які добре перетворюють енергію світла на електрику.
Більшість світло-поглинаючих матеріалів мають симетричну кристалічну структуру, що й дозволяє електронам вільно текти в різні боки. Перовскіт має кубічну кристалічну решітку, утворену атомами одного металу. Усередині кожного куба знаходиться восьмигранник, утворений атомами кисню, всередині якого сидить атом іншого металу.
Взаємодія між цими атомами змушує електрони текти в єдиному напрямку, завдяки чому сонячні батареї на базі перовскіту мають вкрай високий ККД, близько 12-15%. Назіруддін та його колеги змогли досягти ще вищого рівня ефективності, не підвищуючи вартості батареї, створивши речовину FDT.
Воно відноситься до категорії так званих «переносників дірок» – особливих субстанцій, що допомагають видаляти позитивні заряди, так звані «дірки», із плівки перовскіту після того, як до неї потрапляють частинки світла та «вибивають» з неї електрони. За своєю хімічною структурою FDT є невеликою молекулою ароматичного вуглеводню, схожою формою на метелика з великими крилами.
Кінчики крил цієї «метелика» чіпляються за поверхню плівки з перовскіту, а її нижня частина взаємодіє з атомами йоду, що є джерелом «дірок» і електронів, і змушують їх швидше повертатися в робоче положення після того, як світло виб'є черговий електрон із кристала перовскіту.
Завдяки її незвичайним властивостям, сонячна батарея, вкрита тонким шаром FDT, здатна досягти рекордного на сьогоднішній день показника ККД - понад 20,2%, що трохи вище, ніж у сонячних батарей на базі дорожчих «переносників дірок». Як сподіваються вчені, їхнє відкриття наблизить нас до появи справді ефективних «зелених» джерел енергії. опубліковано