Crystal Graing Peovskite CH3NH3PBI3

Wikimedia commons

Americkí výskumníci ukázali, že v solárnych článkoch založených na perovskitoch, nosiče účtovania s nadmernou energiou môžu prekonať významnú vzdialenosť predtým, než ju vyrezajú vo forme tepla. To znamená, že na implementáciu fotovoltaických prvkov na horúcich nosičov, pre ktoré je teoretický limit účinnosti dvakrát vyšší ako konvenčný kremík, v praxi je celkom možné. Štúdia bola uverejnená v časopise Veda.

V najčastejších solárnych článkoch, ktoré používajú kremík ako polovodič, teoreticky možná účinnosť je sotva prekročená o 30%. Je to spôsobené tým, že kremíkové prvky sú schopné používať spektrum slnečného svetla len čiastočne. Fotóny s energiou pod prahom sa jednoducho nie sú absorbované, a majú príliš vysokému viesť k formácii vo fotobubliku tzv. Hotových nosičov (napríklad elektrónov). Životnosť tohto je blízko pikoseconds (10-12 sekúnd), potom "cool", to znamená rozptýliť nadmernú energiu vo forme tepla. Ak sa horúcimi nosičmi podarilo zbierať, zvýšila by teoretickú hranicu efektívnosti až o 66 percent, čo je dvakrát. Napriek tomu, že v niektorých experimentoch bola schopná pozorovať mierne zachovanie energie, prvky na horúcich nosičoch stále zostávajú hypotetické.

Vedci z University of Perdyho a Národná obnoviteľná energia Laboratórium (USA) prispeli k štúdiu novej perspektívnej triedy fotoelektrických prvkov založených na Perovskitoch a ukázali, že v takých prvkach, horúcich nosičov nielenže zvýšili životnosť (až do 100 pikosekúnd) , ale tiež schopný "behať" významné vzdialenosti niekoľkých stoviek nanometrov (čo je porovnateľné s hrúbkou polovodičovej vrstvy).

Metalorganické Peovskity dostali svoje meno kvôli kryštálovej štruktúre. V podstate opakuje štruktúru prírodného minerálu - perovskit alebo vápenatý titanát. Chemicky sú zmiešané halogenidy a organické katióny. Autori práce použili rozšírené perovskity na báze olova a metylamóniového jodidu. Na základe skutočnosti, že v Perovskitoch sa životnosť horúcich nosičov výrazne zvýšila v porovnaní s inými polovodičmi, autori sa rozhodli zistiť, ako môžu byť horúce nosiče preniesť počas ich chladenia. Pomocou ultra-rýchlosť mikroskopie, výskumníci podarilo priamo sledovať prepravu horúcich dopravcov v tenkých filmoch Peovskite s vysokým priestorovým a časovým rozlíšením.

Transport horúcej dopravy v polovodičovom počas prvého pikosekundy po vzrušení

Guo et al / Science 2017

Ukázalo sa, že pomalé chladenie v Peovskitov je spojené so vzdialenosťou behu, ktorá predstavovala až 600 nanometrov. To znamená, že nadbytočné nosiče energie sú teoreticky schopné prekonať polovodičovú vrstvu a dosiahnuť elektródu, to znamená, že je možné ich zobrať (hoci, ako ho technicky implementovať, autori práce nie sú diskutované). Solárne články na horúce médiá teda môžu byť schopní priniesť do života tým, že užívajú perskity ako základ.

Maximálna účinnosť, dosiahnutie až 46%, bola registrovaná na viacvrstvové multicomponent fotovoltaické prvky, ktoré zahŕňajú gluff Arsenid, India, Nemecko s inklúziami fosforu. Takéto polovodiče používajú svetlo efektívnejšie, absorbujú rôzne časti spektra. Výroba je veľmi drahá, takže takéto prvky sa používajú len vo vesmírnom priemysle. Skôr sme tiež napísali o prvkach založených na Cadmium TellUride, ktoré môžu byť vyrobené vo forme flexibilných a tenkých filmov. Napriek skutočnosti, že celkový príspevok k výrobe elektrickej energie slnečnej energie nepresahuje 1%, rýchlosť rastu sa môžu nazvať výbušnina. Zaujíma sa najmä o využívanie obnoviteľnej energie Slnka. Takéto krajiny ako India a Čína. Spoločnosť Google na konci roka 2016 uviedla, že tento rok sa plne prepne do obnoviteľnej energie.

V súčasnosti existujú hlavne silikónové fotobunky, ktorých skutočná účinnosť je 10-20 percent. Prvky na báze Peovskitov sa objavili menej ako 10 rokmi a okamžite spôsobili zaslúžený záujem (o nich sme už napísali). Účinnosť takýchto prvkov sa rýchlo zvyšuje a takmer zavádza na 25 percent, čo je porovnateľné s najlepšími vzorkami silikónových fotobuniek. Okrem toho sú veľmi jednoduché vo výrobe. Napriek technologickému úspechu boli fyzické princípy práce Perovskitových prvkov relatívne malé, preto sa práca diskutovaná práca zo Spojených štátov významne prispieva k základným základom fotovoltaiky a samozrejme znamená vyhliadky na ďalšie zvýšenie Pri účinnosti solárnych článkov.

Daria SPASSKAYA

Kričím a plačiem, pravdepodobne bolo potrebné začať video, ale mnohí začínajú okamžite myslieť na druhú stranu. Áno, je tu veľa materiálu o účinnosti solárnych panelov. Áno, toľko, že každý hľadá solárny panel s účinnosťou 30 -50% a nezáleží na tom, koľko stojí. Zastaviť, čo? Ste skutoční od tých ľudí, ktorí si myslia, že dnes efektívnosť panelov je to, čo je v otvorenom prístupe nestačí. Naozaj 22 -28% nie je dosť?

A chcete príklad toho, čo má naozaj nízku efektivitu, a to bude sem ísť o solárnych paneloch z roku 1990 s účinnosťou približne 10%, a teraz viete, že som určite môžem povedať s dôverou, že rozprávkový príbeh, ktorý všetci, ktorí Nechápem, že to bude riešené na internete, toto je Frank nie je pravda. A s cieľom povedať s dôverou, potreboval som si kúpiť 2 panely pre svoje peniaze, aby ich založili do práce, a asi rok, aby som ich sledovali s rôznymi možnosťami pripojenia.

Aký je verný.

Efektívnosť starších solárnych panelov Skoršia výroba do roku 2010, výrazne nižšia ako účinnosť moderných panelov, a to tu ešte nie je o podvádzaní tohto, ale o výrobnej technológii. Nebudeme mať vplyv na skutočnosť, že moderné je tenšie, majú nový absorpčný povlak, ktorý je účinnejší ako staré panely a menej popáleniny. Budeme jednoducho hovoriť o účinnosti.

Ak chcete začať, čo je účinnosť užitočným koeficientom.

Takže v jednoduchom jazyku, to je, ako účinne fungujú solárne panely v súčasnosti, ale nie v budúcnosti, ako ďalej a solárny panel pracuje dlhšie, účinnosť sa stáva ešte nižšou. A ak vytiahnete a naložíte solárne panely s krátkym okruhom, špirálou alebo IR lampy, ako to urobia. Účinnosť solárnych panelov sa roztopí len niekoľkokrát rýchlejšie.

Takže, neexistuje žiadne takéto informácie, aj keď takýto návrh, najmä s takýmto opotrebením, solárne panely sú problematické v našej krajine. A čo skončíte?

Všetko je jednoduché, keď je slnko, solárne panely vydávajú takmer všetku svoju moc, ale chytili sa pracovať a voľnobežné. Áno, trochu spýtal prúdu, asi 0,5 - 1A. A bolo by možné skončiť s prihliadnutím na slová väčšiny bloggerov, ale nie, zachytil som s účinnosťou, teraz solárne panely sú menšie vydávané napätím a prúdom, v cloud počasia alebo na odrazené svetlo. Toto je pokles účinnosti alebo opotrebovania panelu. Zdá sa, že a zdá sa, že a so zlým počasím nie sú.

Každý si myslí, ale nebol som tam, bol som si zvyknutý povedať všetko alebo takmer všetko, aj keď sú v súčasnosti tenisky v mne, av budúcnosti ich zhromažďujú, a to, čo ste nevedeli :) Poviem vám ďalší problém opotrebovaných solárnych panelov.

AKO! Ide o to, že vďaka opotrebeniu solárneho panelu a silne postihnutého a spáleného absorpčného a poháňaného povlaku absorbujúceho svetlu, týmto spôsobom sa tento povlak niektorí ľudia, ktorí nie sú v téme, sa nazývajú rozptyľujúci povlak alebo viac. Ale správne absorbovať a absorbovať svetlo, jeho úlohou je chrániť kremíkové dosky a štruktúru samotného prvku a efektívnejšie absorbovať slnečné svetlo! Z väčšiny efektívnosti závisí od tejto tenkej vrstvy.

Takže, keď je zničené a horí, sa solárne bunky začínajú zahriať silnejšie a výkon ich znižuje. Účinok je veľmi podobný podlahe dierovaný alebo prehriatý polovodič, ktorý sa zdá, že funguje, ale je ohrievané a jeho charakteristiky klesá. Takže, pretože solárnym prvkom je rovnaký vodič s prechodom, len viac väčšie, všetky pravidlá pre elektroniku sú vhodné aj pre solárnu bunku.

Áno, a najdôležitejšia vec, zjednotiť starú solárnu a novú, nie je možné kombinovať, pretože silná moc na slabých pádoch, a na novej bude stále ísť, staré panely vytiahli časť moci ako zaťaženie , čím sa stretávate ulica!

To je všetko. A teraz sa o tom často rozprávam, aby som urobil väčšinu víla príbehov a ľudí, ktorí nie sú v predmete, kompetentnejšie informácie. A ak existujú skutočné pozorovania, to znamená, že existujú informácie, ako predĺžiť životnosť solárnych článkov.

Dátum pridania: 04/30/2015

V súčasnosti sa obnovuje energia, najmä tam, kde sa používa slnečná energia, sa veľmi intenzívne rozvíja. V tomto ohľade pokračuje aktívne vyhľadávanie metód a zariadení, zvyšuje produktivitu existujúcich systémov, čo vám umožní efektívne previesť energiu slnka na elektrinu čo najúčinnejšie. Tu možno rozlíšiť dve smery - priama konverzia slnečného žiarenia do elektrického prúdu a viacnásobnú transformáciu slnečnej energie - na teplo, potom do mechanickej práce a potom na elektrinu. Zatiaľ čo druhý smer dosiahol vyššie výsledky - priemyselné helixy s rozbočovačmi, turbínami alebo sterlovacími motormi vykazujú vynikajúcu produktivitu solárnej konverzie energie. Účinnosť so solárnymi koncentrátormi a sterlovacími motormi prevádzkovanými v Novom Mexiku, efektívnosti výstupu, s prihliadnutím na energetické náklady na orientačný systém a tak ďalej - 31,25%.

Takéto gélové však sú extrémne zložité a drahé, účinné v podmienkach veľmi vysokej slnečnej izolácie a ešte nie je dostatok vývoja vo svete. Preto priame meniče slnečného žiarenia - solárne panely , zaberajú vedúcu pozíciu vo svete solárnych energetických zariadení a spektra aplikácie. Produktivita sériových priemyselných solárnych panelov pre dnešok, v závislosti od technológie, je v rozsahu od 7 do 20%. Technológie stále nestojí, rozvíjajú sa a zlepšujú, nové bunky sa už vyvíjajú a testovali, aspoň dvakrát ako produktívne ako existujúce. Skúsme stručne zvážiť hlavné smery rozvoja fotoelektrických panelov, technológií a ich produktivity.

Prevažná väčšina solárnych článkov moderných sériových fotografií sú vyrobené z monokryštalického (C-Si) alebo polykryštalického (MS-SI) kremíka. K dnešnému dňu, takéto silikónové fotovoltaické moduly zaberajú približne 90% trhu snímačov fotoelektrického prevodníka, z ktorých približne 2/3 padá na polykryštalický kremík a 1/3 - na jednom kryštále. Ďalej existujú solárne moduly, ktorých fotom sú vyrobené na tenkom filmovom technológii - metódou depozície alebo striekaním fotosenzitívnych látok na rôznych podkladoch. Základnou výhodou modulov z týchto prvkov sú nižšie náklady na výrobky, pretože vyžaduje približne 100-krát menšie ako materiál v porovnaní s kremíkovými platními. A doteraz, najmenej prezentované solárne bunky s viacerými príjmami z tzv. Tandemových alebo multi-príjmov buniek (multijunkčné bunky).

Zdieľanie fotoelektrických panelov rôznych technológií:

Silicon Crystal Photo Moduli.

Účinnosť buniek silikónových modulov je dnes asi 15-20% (polykryštály - jednotlivé kryštály). Tento ukazovateľ ako celok môže byť čoskoro zvýšený o niekoľko percent. Napríklad spoločnosť Suntech Power Company, jeden z najväčších svetových výrobcov kryštalických silikónových modulov, vyhlásil svoj zámer počas najbližších niekoľkých rokov, aby uvoľnil fotomodulu na trh s účinnosťou 22%. Existujúce laboratórne vzorky jednotlivých kryštálových buniek ukazujú kapacitu 25%, polykryštalín - 20,5%. Teoretická maximálna účinnosť v silikónových jedinostiach (P-N) prvky - 33,7%. Aj keď sa nedosiahne, a hlavná úloha výrobcov, okrem zvýšenia efektívnosti buniek - zlepšovanie výrobnej technológie, fotomoduly merania.

Samostatne umiestnené fotografickým modulom Sanyo, vyrobeného pomocou hit (heterojunka s vnútornou tenkou vrstvou) s použitím niekoľkých kremíkových vrstiev, podobne ako tandemové viacvrstvové bunky. Účinnosť takýchto prvkov z monokryštalického C-SI a niekoľkých vrstiev Nano kryštalického NC-Si - 23%. Toto je najvyšší indikátor CPD buniek sériových kryštálov modulov, druh nano solárnych batérií.

Účinnosť tonclínových solárnych batérií.

Pod týmto názvom znamená niekoľko rôznych technológií, ktorých výkon bude stručne povedané. V súčasnej dobe existujú tri hlavné typy anorganických filmových solárnych článkov - amorfné silikónové silikónové fólie (A-SI), Cadmium TelVuridové fólie (CDTE) a pudingu2, alebo Cigs Selenid Selenidové filmy. Účinnosť moderných tenkovrstvových solárnych buniek na báze amorfného kremíka približne 10%, fotomodulov na báze kadmia - 10-11% (prvé solárne), vztiahnuté na selenid z MEDI Indie-Galia - 12-13% (Japončina Solárne hranové solárne moduly). Indikátory účinnosti Pre-sériové prvky: CDTE majú účinnosť 15,7% (Miasolové moduly) a prvky cigsie 18,7% (Emera). Účinnosť jednotlivých tenšťových solárnych článkov je významne vyššia, napríklad údaje o výkone laboratórnych vzoriek amorfných kremíkových prvkov - 12,2% (Spojené solárne), CDTE prvky - 17,3% (prvé solárne), prvky CIGCH - 20,5% (ZSW). Doteraz sa solárne prevodníky založené na jemných filmoch amorfného kremíka vedú z hľadiska výroby medzi inými tenkými filmovými technológiami - objem globálneho trhu s tenkovrstvovými prvkami SI približne 80%, solárne články založené na Cadmium Television - približne 18 % trhu a selenid medi-indického gália - 2% trh. To je splatné, v prvom rade, s nákladmi a dostupnosťou surovín, ako aj vyššia stabilita vlastností ako v viacvrstvových štruktúrach. Koniec koncov, kremík je jedným z najbežnejších prvkov na zemskej kôre, Indiáni (prvky cig ďalej) a televízory (CDTE Elements) sú rozptýlené a ťažné v malých množstvách. Okrem toho sú kadmium (CDTE prvky) toxické, hoci všetci výrobcovia takýchto solárnych modulov zaručujú úplnú likvidáciu svojich výrobkov. Taktiež proces degradácie v prvkach tenkových modulov tokruje rýchlejšie ako kryštalické bunky. Ďalší rozvoj fotovoltaických konvertorov na základe anorganických tenkých filmov je spojený so zlepšením výrobnej technológie a stabilizovať ich parametre.

Tenká filmové solárne batérie tiež zahŕňajú organické / polymérne tenké fotosenzitívne prvky a senzibilizované farbivá. V tomto smere je komerčné použitie solárnych článkov stále obmedzené, všetko je v laboratórnom štádiu, ako aj pri zlepšovaní technológie budúcej hromadnej výroby. Niekoľko zdrojov oznámila dosiahnutie prvkov na ekologických konvertoroch viac ako 10%: nemecká spoločnosť Helitek -10,7%, Univerzita v Kalifornii UCLA - 10,6%. Skupina vedcov z laboratória v EPFL získala účinnosť 12,3% buniek senzibilizovaných farbív. Všeobecne platí, že smer organických tenkostenných prvkov, ako aj fotosenzitívnych farbív, je považovaný za jeden z sľubov. Pravidelne vykonané vyhlásenia o dosiahnutí ďalšej záznamy o efektívnosti, produkcie technológií pre steny laboratórií, pokrytie všetkých dostupných povrchov vysoko účinnými a lacnými solárnymi prevodníkmi je KONARKA, DYESOL, ENERGIE SOLARMER. Práce sú zamerané na zlepšenie stability charakteristík, redukčných technológií.

Multi-Freight (viacvrstvové, tandemové) solárne panely.

Bunky z takýchto prvkov obsahujú vrstvy rôznych materiálov kovanie niekoľkých prechodov P-N. Perfektný slnečný prvok v teórii by mal mať stovky rôznych vrstiev (prechody P-N), z ktorých každý je nakonfigurovaný na malý rozsah ľahkých vlnových dĺžok v celom spektre, od ultrafialového k infračerveniu. Každý prechod absorbuje slnečné žiarenie s určitou vlnovou dĺžkou, čím sa pokrýva celé spektrum. Hlavným materiálom pre takéto prvky sú galliumové zlúčeniny (GA) - fosfidové indické gálium, arsenidový galia a ďalšie.

Jedným zo súkromných riešení transformácie celého slnečného spektra je použitie hranolov, ktoré rozkladajú slnečné svetlo na spektrách, ktoré sústreďujú na jednochodové prvky s iným rozsahom konverzie žiarenia. Napriek tomu, že štúdie v oblasti solárnych buniek s viacerými príjmami pokračujú dva desaťročia a foto modul z takýchto buniek úspešne fungujú v priestore (solárne batérie Mir stanice, Rover Mars Rover atď.) Praktické pozemské použitie sa začalo relatívne nedávno. Prvé komerčné produkty na takýchto prvkoch boli zverejnené pred niekoľkými rokmi a vykazovali vynikajúci výsledok a výskum v tomto smere neustále pripájajú pozornosť na seba. Faktom je, že teoretická účinnosť dvojvrstvových buniek môže byť 42% účinnosti, trojvrstvových buniek 49% a buniek s nekonečným množstvom vrstiev - 68% necentrovaného slnečného žiarenia. Limit produktivity buniek s nekonečným množstvom vrstiev je 86,8% s použitím koncentrovaného slnečného žiarenia. Dnes sú praktické výsledky účinnosti pre viacjazdy buniek približne 30% s neriešeným slnečným svetlom. To nestačí na kompenzáciu nákladov na výrobu takýchto buniek - náklady na multi-príjmové bunky sú približne 100-krát vyššie, ako sú použité koncentrátory na zaostrenie svetla 500 - 1000-krát V návrhoch modulov multi-príjmov buniek. Koncentrátor vo forme šošovky s fresnelom a parabolickým zrkadlom zhromažďuje slnečné svetlo z námestia, 1000 krát väčších ako bunková plocha. Celkové náklady na fotomoduly z viacerých príjmov buniek s použitím rozbočovačov (CPV) sa výrazne znížia v dôsledku lacných šošoviek a substrátov, ktoré sú kompenzujúce vysoké náklady na výrobu samotnej bunky. V tomto prípade sa produktivita buniek zvyšuje na 40%.

Charakteristika solárnych batérií. Napríklad účinnosť buniek Solfocus 5,5 mm x 5,5 mm je 40%, keď sa používajú náboje; A priemerné veľkosti buniek v systémoch SRV majú rozmery v rozsahu od 5,5 mm x 5,5 mm do 1 cm x 1 cm. Viac ako 1 cm? Bunky vyžadujú 1/1000 surovín v porovnaní s bunkou podobnej produktivity z kryštalického kremíka. Aby boli bunky s viacerými príjmami pracovať s maximálnou účinnosťou, je potrebná konštantná vysoká intenzita slnečného žiarenia, pretože sa používajú dvojsové orientácie systémov SRV systémov. Miesta nasadenia solárnych fariem založených na moduloch z multi-príjmových buniek s rozbočovačmi sú vysoko solárne inferačné oblasti.

Maximálna účinnosť buniek s viacerými príjmami získanými v laboratórnych podmienkach s použitím rozbočovačov je 43,5% (slnečná križovatka) a prognózy sa v najbližších rokoch zvýšia na 50%.

Ako vidíte, dnes existujú solárne články s vysokou produktivitou, vyrábané rôznymi technológiami a hlavnou úlohou výrobcov je zníženie konečného výrobku, prispôsobenie laboratórnych štúdií na masovú výrobu. Napriek malej spotrebe surovín v tenkovrstvových solárnych bunkách sú náklady na niektoré zložky v rôznych druhoch pomerne vysoké, rovnako ako energeticky náročné technológie výroby. Zostáva v spochybňovaní dlhodobej stability parametrov. Zatiaľ čo stále veľmi drahé sú solárne bunky s viacerými príjmami, pre maximálnu účinnú prevádzku je okrem toho potrebná zvýšená koncentrácia slnečného žiarenia. Preto, kryštalické kremíkové prvky čoskoro budú mať vedúcu polohu v oblasti fotoelektrického konvertora, zníženie ceny. Iba účinné a lacné tenké-filmové moduly sa budú naliať, možno polymérové \u200b\u200bpolovodiče alebo fotosenzitívne farbivá. Ale predpovede vo vývoji, alebo iné technológie nie sú vďačné. Počkaj a uvidíš.