Будущее солнечных панелей

Солнечные панели, которые мы видим сегодня, должны быть жесткими и черными. Органическая фотоэлектрическая технология, наоборот, дает более прозрачные и гибкие солнечные панели в диапазоне цветов, обеспечиваемых производителем. Однако эта технология должна удовлетворять определенным требованиям, принятым на рынке: большая эффективность, долговечность и низкие производственные расходы. Данное исследование направлено на "анализ емкости новых материалов при поглощении солнечной энергии, а также поиск подходящих стратегий с момента разработки в лаборатории до ввода в эксплуатацию", подчеркнула Икерне Этксебаррия (Ikerne Etxebarria), исследователь лаборатории UPV/EHU и IK4-Ikerlan.

Команда исследователей проанализировала, каким может быть максимальный размер ячеек, которые должны иметь большую площадь поверхности, если они правильно работают. Для этой цели были разработаны разнообразные ячейки с различными структурами и поверхностями. После анализа результатов, "мы обнаружили, что в ячейках площадью до 6 см² мощность находится в прямой пропорциональности к их площади поверхности. Однако на больших площадях поверхности производительность ячеек значительно падает", акцентировала Этксебаррия, которая пришла к следующему заключению: для изготовления ячеек с большой площадью поверхности необходимо создать модули, в которых ячейки с более малыми поверхностями будут соединяться последовательно или параллельно на самой подложке.

Для производства таких модулей слои, существующие между электродами, необходимо структурировать, т.е. другими словами ячейки должны соединяться друг с другом. "До сегодняшнего дня такое структурирования необходимо делать механически или посредством лазера, однако существует риск повреждения подложки. Однако в данном исследовании мы разработали новую структурирующую технику", подчеркнула она. Эта техника включает трансформацию характеристик поверхности.

Цель: улучшение эффективности

Другой целью данного исследования было нахождение способа изготовления высокоэффективных ячеек. Для этого, во-первых следует оптимизировать процесс производства ячеек на базе различных полимеров, чтобы достичь максимальной эффективности этих материалов; во-вторых, полимеры, которые поглощают свет различной длины волны, использовали для изготовления ячеек вместе с каскадной структурой, чтобы обеспечить их большую эффективность. "Каждый полимер поглощает свет различной длины волны. Идеальный вариант должен использовать преимущества от всех лучей солнечного света, однако не существует полимеров, способных поглощать свет всех длин волн. Следовательно, чтобы максимально эффективно использовать солнечный свет, можно использовать одну из существующих возможностей – создать структуры каскадного типа, другими словами, расположить ячейки, изготовленные из различных полимеров, одну над другой", разъяснила Этксебаррия. Эти структуры каскадного типа можно соединять последовательно или параллельно. "Мы заметили после многочисленных измерений, что большая эффективность достигается в ячейках, установленных последовательно, а не параллельно", добавила она.

Производство ячеек, изготовленных с использованием полимеров или новых материалов, будет намного дешевле, поскольку эти полимеры произведены в лаборатории, в отличие от кремниевых, которые необходимо добывать в шахте. Этксебаррия работает в лаборатории IK4-Ikerlan, испытывая различные полимеры в поиске подходящих материалов для изготовления ячеек. "Мы протестировали (различные) материалы в небольших устройствах", указала она. Фактически было проверено множество материалов различного типа и в процессе этого были отобраны наиболее эффективные, другими словами, те материалы, которые наиболее эффективно улавливают и преобразуют солнечную энергию.

Источник новости