У 100 разів дешевше: науковці створили сонячні елементи без дорогого індію

Тандемні сонячні елементи здатні забезпечувати вищу ефективність, ніж традиційні панелі, однак їх масове виробництво досі стримувала залежність від рідкісних матеріалів. Науковці запропонували доступнішу заміну, яка може спростити масштабування технології.

Про новий тандемний сонячний елемент без дорогого індію пише редакція Новини.LIVE з посиланням на журнал Science.

Чим особливі тандемні сонячні елементи

Тандемні сонячні елементи поєднують кілька шарів, кожен із яких поглинає різні частини сонячного спектра. Завдяки цьому вони можуть перетворювати більше сонячної енергії на електричну, ніж звичайні панелі.

Водночас масштабному виробництву таких пристроїв заважало використання індію — рідкісного та дорогого металу з обмеженими запасами.

Міжнародна команда дослідників замінила матеріал на основі індію оксидом олова, вартість якого становить близько 1% від ціни індію.

Якої ефективності досягли науковці

Для створення нового шару дослідники застосували маловитратний процес реактивного плазмового осадження оксиду олова. Плівка виконує роль рекомбінаційного шару, який з'єднує різні частини тандемного сонячного елемента.

На ділянці площею один квадратний сантиметр технологія забезпечила сертифіковану ефективність 33%.

Після використання оксиду олова також у передньому та задньому прозорих електродах науковці створили повністю позбавлений індію сонячний елемент.

Розробку вдалося масштабувати до міні-модуля площею 207,9 квадратного сантиметра. Сертифікована ефективність пристрою комерційного розміру досягла 31%, що стало важливою технічною віхою для тандемної фотовольтаїки.

За словами професора Університету Монаша Юаня Чена, це перша реалізація великоплощинного високоефективного тандемного перовскітного елемента без індію.

Результат показує, що високу продуктивність можна зберегти без використання рідкісних і дорогих матеріалів.

Під час випробувань пристрої витримали вплив високої температури, вологості та понад три місяці роботи на відкритому повітрі. Упродовж цього періоду сонячні елементи зберігали стабільну продуктивність.

Дослідники вважають, що заміна індію дешевшим оксидом олова відкриває шлях до доступнішого, стійкішого та масштабованого виробництва сонячних технологій нового покоління.

Раніше Новини.LIVE писали, що встановлення сонячних панелей на даху може зменшити витрати на електроенергію, якщо систему правильно спроєктувати. Помилки під час монтажу здатні знизити її продуктивність і призвести до додаткових витрат.

Також Новини.LIVE розповідали, що в Європі недорогі сонячні панелі почали вбудовувати у садові паркани. Завдяки цьому звичайна огорожа може одночасно позначати межі ділянки та виробляти електроенергію.