В 100 раз дешевле: ученые создали солнечные элементы без дорогого индия

Тандемные солнечные элементы способны обеспечивать более высокую эффективность, чем традиционные панели, однако их массовое производство до сих пор сдерживалось зависимостью от редких материалов. Учёные предложили более доступную альтернативу, которая может упростить масштабирование технологии.

О новом тандемном солнечном элементе без дорогостоящего индия пишет редакция Новини.LIVE со ссылкой на журнал Science.

Чем особенны тандемные солнечные элементы

Тандемные солнечные элементы состоят из нескольких слоев, каждый из которых поглощает разные части солнечного спектра. Благодаря этому они могут преобразовывать больше солнечной энергии в электрическую, чем обычные панели.

В то же время масштабному производству таких устройств мешало использование индия — редкого и дорогого металла с ограниченными запасами.

Международная команда исследователей заменила материал на основе индия оксидом олова, стоимость которого составляет около 1% от цены индия.

Какой эффективности достигли ученые

Для создания нового слоя исследователи применили малозатратный процесс реактивного плазменного осаждения оксида олова. Пленка выполняет роль рекомбинационного слоя, соединяющего различные части тандемного солнечного элемента.

На участке площадью один квадратный сантиметр технология обеспечила сертифицированную эффективность 33%.

После применения оксида олова также в переднем и заднем прозрачных электродах ученые создали полностью лишенный индия солнечный элемент.

Разработку удалось масштабировать до мини-модуля площадью 207,9 квадратного сантиметра. Сертифицированная эффективность устройства коммерческого размера достигла 31%, что стало важной технической вехой для тандемной фотовольтаики.

По словам профессора Университета Монаша Юаня Чена, это первая реализация крупноплощадочного высокоэффективного тандемного перовскитного элемента без индия.

Результат показывает, что высокую производительность можно сохранить без использования редких и дорогих материалов.

В ходе испытаний устройства выдержали воздействие высокой температуры, влажности и более трёх месяцев работы на открытом воздухе. На протяжении этого периода солнечные элементы сохраняли стабильную производительность.

Исследователи считают, что замена индия более дешевым оксидом олова открывает путь к более доступному, устойчивому и масштабируемому производству солнечных технологий нового поколения.

Ранее Новини.LIVE писали, что установка солнечных панелей на крыше может снизить расходы на электроэнергию, если систему правильно спроектировать. Ошибки при монтаже способны снизить её производительность и привести к дополнительным расходам.

Также Новини.LIVE рассказывали, что в Европе недорогие солнечные панели начали встраивать в садовые заборы. Благодаря этому обычное ограждение может одновременно обозначать границы участка и вырабатывать электроэнергию.