Химикам удалось продлить жизнь горячим электронам в солнечных батареях

Группа химиков из Нидерландов и Франции разработали новый тип гибридных солнечных модулей на основе перовскитов. Результаты исследования показали, что время жизни горячих носителей заряда примерно в тысячу раз больше, чем в свинцовых перовскитах, пишет Nature Communications..

Как сообщается, ученые создали новый тип гибридных солнечных модулей на основе перовскитов. Изначально их КПД составил 9%. Однако затем было обнаружено, что если задействовать энергию так называемых горячих электронов, то эффективность новых солнечных элементов можно повысить до рекордных 66%.

КПД солнечных батарей напрямую зависит от достижения «золотой середины». Для преобразования фотонов в свободные электроны необходимо идеально выверенное количество энергии. Если ее слишком мало, то фотон «проскальзывает» сквозь солнечный модуль, а если энергии слишком много, то ее излишки превращаются в тепло и не способствуют увеличению электрического напряжения.

В ходе исследований ученые заменили токсичный свинец в солнечных панелях на менее вредное олово и добились КПД 9%. В дальнейшем они обнаружили, что горячие электроны в модулях на основе олова растрачивали энергию намного медленнее, чем обычно.

«Горячие электроны рассеивали энергию спустя несколько наносекунд, а не несколько сотен фемтосекунд», – рассказала автор исследования Мария-Антуанетта Лои.

Благодаря этой «суперспособности» энергию, рассеиваемую горячими электронами, можно собрать до того, как она превратится в тепло, и тем самым увеличить напряжение. По подсчетам ученых, использование горячих электронов позволит повысить КПД новых солнечных элементов до 66%.

Добавим, что добиться таких результатов удалось пока что только в лабораторных условиях.

Подписывайтесь и читайте нас в Telegram.