Эффективный солнечный элемент из обычного кремния

26.04.2021

Ученые из Института систем солнечной энергетики Фраунгофера (ISE) создали из классического монокристаллического кремния фотоэлемент с эффективностью преобразования на уровне 26 %, что стало мировым достижением. Новая технология проще предложенной ранее технологии Interdigitated Back Contact (IBC) с контактами на тыльной стороне ячеек и обещает приблизиться к теоретическому пределу кремния при преобразовании солнечной энергии в электричество.

Сегодня из обычного монокристаллического кремния выпускается подавляющее большинство солнечных панелей - свыше 90 %. Было бы заманчиво повысить КПД таких панелей без усложнения технологии и удорожания производства. В этом обещала помочь технология IBC, когда оба токопроводящих контакта в ячейках создаются на тыльной стороне ячейки, что не затеняет панель и позволяет полнее использовать объем элемента в процессе выбивания электронов фотонами. К сожалению, хотя панели IBC по КПД и приблизились к 26 %, их производство достаточно дорого, поэтому они оказались невостребованными.

Исследователи из ISE смогли приблизить КПД монокристаллических ячеек к 26 % другим путем и даже обещают пойти дальше - добиться значения КПД на уровне 27 % при теоретическом пределе для кремния 29,4 %. Этого удалось добиться благодаря особому расположению токопроводящих контактов на обеих сторонах ячеек, но это не все изменения.

В основе новой ячейки лежит контакт TOPCon - это контакт, пассивированный туннельным оксидом. От выпускаемых сегодня панелей новая разработка отличается тем, что контакт TOPCon расположен не сверху, а лежит по всей тыльной стороне ячейки. Этот подход позволил также легировать бором не всю переднюю поверхность, а только места под вторым оставшимся там обычным контактом, что упростило и удешевило производство. Таким образом, новая ячейка получила название TOPCoRE (элемент с контактом TOPCon на задней стороне).

Помимо высокого КПД новый элемент выдает большее напряжение, а его работа сопровождается меньшими потерями из-за поверхностной рекомбинации и благодаря эффективному транспорту электронов.

<< Назад: Найдены звезды второго поколения 27.04.2021

>> Вперед: Ультракороткофокусный проектор JMGO Smart Wall O1 26.04.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Краски из природных кристаллов дают яркий цвет без токсичных пигментов 05.09.2026

Яркие цвета окружают человека повсюду - от лакокрасочных покрытий и тканей до косметики и декоративных материалов. Однако многие привычные красители постепенно разрушаются под воздействием солнечного света, из-за чего поверхность теряет первоначальную насыщенность. Кроме того, некоторые синтетические пигменты содержат токсичные соединения и тяжелые металлы. Исследователи Северо-Восточного университета предложили альтернативный подход, вдохновленный природой, где насыщенные и устойчивые цвета формируются не за счет химических красителей, а благодаря микроскопической структуре материала. Именно такой механизм отвечает за характерное сияние опалов, переливы павлиньих перьев и яркие оттенки крыльев некоторых бабочек. В данном случае цвет возникает не потому, что вещество поглощает определенные длины волн света, а благодаря взаимодействию света с особым расположением мельчайших кристаллов. Они преломляют и отражают свет, вызывая интерференционные эффекты, в результате чего формируются на ...>>

Адаптивный полупроводник программируется светом 05.09.2026

Традиционный подход к развизвитю электроники имеет естественные ограничения: уменьшение размеров элементов становится сложнее, а их характеристики после изготовления практически невозможно изменить. Исследователи инженерного факультета Принстонского университета предложили иной путь. Вместо дальнейшего миниатюризирования существующих компонентов они разработали сверхтонкий полупроводниковый материал, способный менять свои свойства под воздействием света. Новый материал имеет толщину всего в несколько молекул, но при этом обладает необычной способностью многократно перестраивать свои электрофизические характеристики. Обычные полупроводники, применяемые в компьютерах и бытовой электронике, в основном получают заданные свойства еще на этапе производства и затем реагируют на поступающие электрические сигналы. Разработка специалистов из Принстона ведет себя иначе: ее параметры можно изменять уже после изготовления устройства. Секрет такой адаптивности заключается в сочетании сверхтонк ...>>

Нанопокрытие может помочь сохранить воду в озерах и водохранилищах 04.09.2026

Испарение представляет собой одну из наиболее заметных причин потери запасов пресной воды, особенно в регионах с жарким и сухим климатом. По мере повышения температуры эта проблема становится еще более актуальной: вода из озер, дамб и искусственных водохранилищ быстрее переходит в атмосферу, сокращая объем ресурсов, доступных для населения, сельского хозяйства и промышленности. Один из возможных способов замедлить этот процесс предложил физик Даниэль Кваси Кпегло, недавно получивший степень PhD по физике. Разработанная им концепция предполагает использование очень тонкого плавучего покрытия из наноматериала. Предполагается, что такой слой будет располагаться непосредственно на поверхности воды и выполнять роль своеобразного защитного "одеяла". Его задача заключается в ограничении количества инфракрасного теплового излучения Солнца, достигающего поверхности водоема, благодаря чему вода должна нагреваться медленнее и испаряться в меньшем объеме. Проблема, которую пытается решить ис ...>>

Линейная оптика Vossloh-Schwabe с равномерным освещением без бликов 04.09.2026

Плоские светильники должны одновременно обеспечивать высокую яркость, равномерное освещение и компактные размеры. При этом одна из главных технических проблем заключается в необходимости распределить свет от множества светодиодов так, чтобы на поверхности не появлялись яркие пятна и участки с недостаточной освещенностью. Компания Vossloh-Schwabe предлагает решить эту задачу с помощью специальной линейной оптики, предназначенной для светодиодов SMD W2. Оптика 1R разработана таким образом, чтобы формировать однородную яркость без бликов и одновременно уменьшать необходимую высоту светильника. Ее конструкция позволяет эффективнее использовать световой поток светодиодов, что особенно важно при создании тонких плоских осветительных систем. Оптическая эффективность достигает 96%, поэтому большая часть излучения направляется на рабочую поверхность, а потери света остаются минимальными. Главная особенность 1R - широкая фотометрическая диаграмма в форме так называемого "крыла летучей мыши ...>>

Теплицы будущего: ранняя диагностика растений и роботизация производства 03.09.2026

Современная теплица постепенно превращается из обычного сооружения для выращивания растений в высокотехнологичную производственную систему. Камеры, сенсоры и роботизированные платформы позволяют получать значительно больше информации о состоянии культуры и использовать ее для принятия решений. Однако само наличие большого количества датчиков еще не гарантирует практической пользы: важно понимать, насколько точны их показания, удобно ли устанавливать оборудование и действительно ли собранные данные помогают производителю. Именно эти вопросы специалисты Harvestis в Хоогстратене, Бельгия, ранее известного как Proefcentrum Hoogstraten, изучали в ходе испытаний современных сенсорных технологий и роботизированных решений. Особое внимание исследователи уделили автоматическому сбору информации о растениях. На демонстрациях в теплицах были представлены системы IUNU и Hortiworld, причем IUNU Luna предназначена для постоянного мониторинга культуры, прогнозирования урожая и оценки качества выпо ...>>

Случайная новость из Архива Альтернатива переливанию крови 21.09.2023 Переливание крови может стать в прошлом, так как ученые обнаружили потенциал ускорения производства крови в организме, основываясь на недавних исследованиях. Особое внимание исследователи уделили незаметному гену, который оказался ключом к регулированию скорости восстановления крови в организме человека, и который также может предоставить информацию о борьбе с различными видами рака. Кровь имеет критическое значение для жизни, так как она служит "топливом" для всех функций в организме. Однако даже несмотря на ее фундаментальное значение, процессы ее образования до сих пор оставались в значительной степени неизученными наукой. Недавние исследования раскроили часть этой головоломки, обнаружив важную взаимосвязь между белком SOX17 и геном Rasip1. Белки, можно сказать, являются "рабочими механизмами" внутри наших клеток, регулирующими активацию или выключение конкретных генетических участков. Один из таких белков, долгое время вызывавший интерес исследователей, - это SOX17, который известен как транскрипционный фактор, то есть белок, контролирующий активность генов. Известно, что кровяные клетки развиваются из гемопоэтических стволовых клеток. Существуют данные, свидетельствующие о том, что SOX17 играет ключевую роль на ранних стадиях развития этих кроветворных клеток. Исследователи глубоко анализировали эту роль, сравнивая клетки, содержащие SOX17, и те, где его не было. Это было сделано с использованием метода, называемого РНК-секвенированием, который позволяет изучать активность генов и выявлять различия в их роли и количестве. В процессе исследования ученые обратили внимание на ген Rasip1, который играет важную роль в сосудистых клетках, выстилающих кровеносные сосуды. Оказалось, что белок SOX17 обязан взаимодействовать с конкретной частью гена Rasip1 для его активации. Это можно сравнить с тем, как для запуска машины нужно нажать определенную кнопку. Изменение уровня Rasip1 влияло на производство крови: уменьшение Rasip1 приводило к уменьшению активности кроветворения, в то время как его увеличение способствовало увеличению активности. Согласно старшему научному сотруднику Тецуе Тага, это исследование раскрывает важные аспекты кроветворения, которое продолжается на протяжении всей жизни человека. Это может иметь значительное значение для понимания причин заболеваний крови, а также некоторых форм рака.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026