Исследовательский прорыв в солнечной энергетике способствовал разработке самого эффективного в мире солнечного элемента на квантовых точках (QD), что ознаменовало значительный скачок в направлении коммерциализации солнечных элементов следующего поколения. Инженеры UNIST в Южной Корее создали солнечные элементы на квантовых точках с мировым рекордным КПД 18,1%.
Квантовые точки - это, по сути, крошечные круглые полупроводниковые кристаллы, которые невероятно эффективно поглощают и излучают свет. Цвет света, с которым они взаимодействуют, можно установить, изменив их размер, что делает их полезными в технологиях отображения или в качестве датчиков.
Большинство коммерческих солнечных элементов изготавливаются из объемных материалов в качестве светособирающего слоя, что означает, что вся поверхность поглощает волны одинаковой длины. Но с помощью квантовых точек вы можете иметь несколько размеров, ориентированных на разные части спектра, что повышает потенциальную эффективность. В качестве дополнительного бонуса они дешевы и просты в изготовлении, и их даже можно превратить в распыляемый раствор.
Исследователи из UNIST немного изменили рецепт, чтобы улучшить технологию. Солнечные элементы с квантовыми точками, изготовленные из органических материалов, обладают самой высокой теоретической эффективностью, но, к сожалению, они страдают от дефектов, которые делают их менее стабильными при солнечном свете и погоде, что не идеально подходит для устройств, предназначенных для пребывания на солнце в течение всего дня. Чтобы обойти эту проблему, эти солнечные элементы обычно изготавливаются из неорганических материалов, но это ограничивает их эффективность, говорит команда.
Команда UNIST создала квантовые точки из органического перовскита и разработала новый метод их прикрепления к подложке, который позволил размещать точки ближе друг к другу. Это позволило повысить эффективность до рекордного уровня в 18,1% по сравнению с 16,6% в 2020 году. Этот рекорд был признан Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL), которая постоянно ведет график сравнения эффективности различных технологий.
Новые солнечные элементы стали более стабильными. Они сохраняли свою эффективность в течение 1200 часов при нормальных условиях и 300 часов при повышенной температуре 80 °C. Они показали себя так же хорошо после двух лет хранения.
