Команда, совместно возглавляемая Университетом Суррея, успешно увеличила уровень энергии, поглощаемой фотоэлектрическими панелями толщиной в пластину, на 25%. Их солнечные панели толщиной всего в один микрометр (1 мкм) преобразуют свет в электричество более эффективно, чем другие, такие же тонкие, и прокладывают путь к более легкому получению чистой, зеленой энергии.
В статье, опубликованной в журнале Американского химического общества Фотоника журнал, команда подробно описывает, как они использовали характеристики солнечного света для создания неупорядоченного сотового слоя, который лежит поверх пластины из кремния. Их подход перекликается с природой в дизайне крыльев бабочки и птичьих глаз. Инновационная ячеистая конструкция обеспечивает поглощение света под любым углом и улавливает свет внутри солнечного элемента, позволяя вырабатывать больше энергии.
Доктор Мариан Флореску из Института передовых технологий Университета Суррея (ATI) сказала: "Одна из проблем работы с кремнием заключается в том, что почти треть света отражается непосредственно от него, не поглощаясь и не расходуя энергию. Текстурированный слой на кремнии помогает решить эту проблему, и наш неупорядоченный, но в то же время сверхуниверсальный сотовый дизайн особенно удачен ".
Команда исследователей из Университета Суррея и Имперского колледжа Лондона работала с сотрудниками AMOLF в Амстердаме над проектированием, моделированием и созданием новой ультратонкой фотоэлектрической системы.
В лаборатории они достигли скорости поглощения 26,3 мА/см2, что на 25% больше предыдущего рекорда в 19,72 мА/см2 достигнуто в 2017 году. Они обеспечили КПД в 21%, но ожидают, что дальнейшие усовершенствования повысят этот показатель, что приведет к эффективности, которая значительно выше, чем у многих коммерчески доступных фотоэлектрических систем.
Доктор Флореску продолжил: "Существует огромный потенциал для использования ультратонких фотоэлектрических элементов. Например, учитывая их малый вес, они будут особенно полезны в космосе и могут сделать жизнеспособными новые внеземные проекты. Поскольку они используют гораздо меньше кремния, мы надеемся, что здесь, на Земле, также будет обеспечена экономия затрат, плюс может быть потенциал для получения большей выгоды от Интернета вещей и создания зданий с нулевым энергопотреблением, работающих на местном уровне ".
Полученные результаты могут принести пользу не только производству солнечной энергии, но и другим отраслям промышленности, где управление освещением и проектирование поверхностей имеют решающее значение, например, фотоэлектрохимии, твердотельному излучению света и фотоприемникам.
Следующие шаги команды будут включать в себя поиск коммерческих партнеров и разработку технологий производства.
Комментарии