Созданы высокоэффективные солнечные элементы для получения водорода без применения электролиза

Созданы высокоэффективные солнечные элементы для получения водорода без применения электролиза

Совместная команда ученых во главе со специалистами Института солнечных энергетических систем Фраунгофера создала новые высокоэффективные солнечные элементы для получения водорода. Солнечные батареи на их основе отличаются высокой производительностью и могут использоваться для прямого расщепления воды с помощью солнечного света – без применения электролиза.

Проект получил название «MehrSi». В процессе его реализации инженеры достигли беспрецедентного уровня эффективности для специализированных солнечных элементов – теперь они способны конвертировать 24,3 процента в электрическую или химическую энергию за счет монолитных трехпереходных фотоэлементов на основе кремния.

По мнению исследователей, это является важной вехой в разработке гелиосистем следующего поколения, которые, в конечном итоге заменят традиционные кремниевые солнечные батареи. Важным преимуществом новых солнечных элементов является то, что они могут быть использованы для «искусственного фотосинтеза» – получения водорода и кислорода путем расщепления молекулы воды за счет энергии фотонов.

НАЙДЕН ДЕШЕВЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА ИЗ ВОДЫ

«Эффективно расщеплять воду с помощью простого солнечного элемента без дополнительных компонентов ранее не представлялось возможным. Теперь это могут делать устройства, разработанные в проекте MehrSi. Это ведет к совершенно новым подходам к производству и хранению водорода за счет солнечной энергии, — отметил профессор Томас Ханнаппел, координатор проект из Технического университета Ильменау (TUI). – А водород станет ключевым носителем энергии в устойчивой энергосистеме будущего».

В ходе работы над проектом, который финансируется Федеральным министерством образования и научных исследований Германии, ученые задались вопросом: как наилучшим образом объединить кремний, экономически эффективный материал, наиболее часто используемый в производстве солнечных батарей, с силовыми полупроводниками группы III-V так, чтобы солнечный свет преобразовывался в полезную энергию с максимальной эффективностью? Чтобы найти ответ, инженеры, специализирующиеся на фундаментальных энергетических материалах из TUI, разработали новый способ улучшения взаимодействия между кремнием и разными слоями полупроводников, что и определило их производительность.

УЧЕНЫЕ ИЗ ЮЖНОЙ КОРЕИ В 16 РАЗ ПОВЫСИЛИ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОРОДА

Усовершенствования, сделанные учеными в рамках проекта «MehrSi» открыли двери для производственных процессов, которые обеспечивают практически безупречную передачу энергии между различными материалами солнечной ячейки. На следующем этапе они планируют осуществить фотоэлектрохимический процесс, в котором, солнечный свет поможет превращать диоксид углерода в полезные виды топлива.

источник: tu-ilmenau.de