Перовскит улучшает эффективность кремниевой солнечной батареи

07.03.2020

Исследователи из Университета штата Колорадо (CU Boulder) создали дешевый солнечный элемент, обладающий одной из высочайших на сегодняшний день эффективностью преобразования энергии, применив комбинацию из слоев кремния и перовскита.

"Мы взяли продукт, отвечающий за отрасль, которая приносит 30 млрд долл. в год, и сделали его лучше на 30%", - заявил Майкл Макги (Michael McGehee), профессор кафедры химических и биологических технологий CU Boulder и соавтор статьи об этой разработке, опубликованной в журнале Science.

Ученые поместили слой перовскитного солнечного элемента поверх кремниевового аналога, захватывающего менее высокоэнергетичные фотоны из инфракрасной части спектра. Собственная эффективность кремниевого элемента составляла 21%, но добавление перовскита позволило улучшить ее примерно на треть - до 27%.

Концепция многопереходных или тандемных солнечных элементов известна уже около полувека, и мировой рекорд достигнутой с ее применением эффективности составляет более 45%. Однако стоимость таких рекордных панелей - 80 тысяч долларов за квадратный метр - делает перспективы их сколько-нибудь широкого применения нереалистичными.

Использование галоидного перовскита позволяет снизить себестоимость слоистой солнечной батареи более чем на два порядка. Уникальный состав перовскитного кристалла - точно выверенное соотношение брома, йода и хлора, обеспечивающее наилучшее сочетание эффективности и стабильности - стал итогом исследований, растянувшихся на все последнее десятилетие.

Подобные перовскиты легко синтезировать даже в лабораторных условиях. В испытаниях на протяжении 1000 часов или почти 42 дней, новые тандемные элементы показали минимальное изменение первоначальной эффективности.

Профессор Макги считает, что превышение максимальной эффективности кремниевой солнечной батареи не исчерпывает весь потенциал разработанных его группой широкополосных многослойных структур.

"Мы считаем, что они могут преодолеть рубеж эффективности в 30% и при этом сохранить стабильность", - говорит он.

<< Назад: Умный будильник EzLarm 08.03.2020

>> Вперед: Робот-спасатель для бассейнов 07.03.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Использование фитнес-браслетов может вредить психике 17.10.2024 Фитнес-браслеты и смарт-часы стали неотъемлемой частью многих людей. Они помогают отслеживать физическую активность, контролировать сон и уровень стресса, способствуют формированию здоровых привычек. Однако, несмотря на очевидные преимущества, недавние исследования показали, что чрезмерное увлечение этими устройствами может негативно сказываться на психическом здоровье. Ученые из Льежского университета в Бельгии провели исследование, которое проливает свет на эту проблему. В эксперименте приняли участие 30 человек, регулярно использующих фитнес-трекеры для мониторинга своего здоровья и физической активности. Цели, которые ставили перед собой участники, варьировались: кто-то стремился сбросить вес, другие хотели улучшить физическую форму или привить себе полезные привычки. У всех респондентов был разный уровень вовлеченности в использование устройств: у одних интерес к трекерам возрастал и оставался стабильным, у других - снижался после начального всплеска мотивации. Однако наибольшую обеспокоенность исследователей вызвала группа участников, для которых отслеживание физической активности стало навязчивой идеей. Эти люди начинали проводить слишком много времени за анализом своих показателей, стремясь достичь идеальных результатов. Стремление к совершенству привело к повышенному уровню стресса, который негативно сказывался на общем состоянии здоровья. Ученые отметили, что участники часто слепо доверяли данным трекеров, несмотря на возможные погрешности в измерениях. Это приводило к тому, что пользователи начинали стремиться к недостижимым или ошибочным целям, игнорируя собственные физические и психические потребности. Например, навязчивое стремление увеличить количество шагов или сократить пульс вызывало у них тревогу и беспокойство, что, в свою очередь, ухудшало общее самочувствие. Проблема заключалась в том, что эти пользователи начинали оценивать свое здоровье исключительно по показателям фитнес-браслетов. Такое механическое восприятие данных, без учета индивидуальных особенностей организма, подталкивало их к действиям, которые не всегда соответствовали реальным потребностям тела и психики. В итоге, вместо пользы, отслеживание показателей становилось источником стресса и тревожности. Исследование подчеркивает важность умеренности в использовании технологий, даже таких полезных, как фитнес-браслеты. Ученые предупреждают, что чрезмерное внимание к количественным показателям может привести к перфекционизму и навязчивому стремлению к недостижимым целям, что создает дополнительную нагрузку на психическое здоровье. Несмотря на их очевидные преимущества для улучшения здоровья и физической формы, фитнес-браслеты могут стать источником стресса и психического напряжения. Важно помнить, что любое устройство должно служить лишь вспомогательным инструментом, а не определяющим фактором в оценке нашего благополучия.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025