Консорциум немецких ученых объявил о разработке солнечных панелей с рекордной эффективностью. Проанализировав тандемные солнечные элементы на основе перовскита и кремния, ученые разработали схему новых панелей с КПД 33%, подходящих для массового производства. Новый КПД сразу на 50% лучше текущего рекорда эффективности солнечных панелей в 22,3%. Четыре крупнейших немецких производителя энергооборудования уже готовят базу для быстрого запуска разработки в серию.
В консорциум вошли ученые из Института исследований солнечной энергии Хамелин (ISFH), Технологического института Карлсруэ (KIT), Институт материалов и компонентов в электронике Ганноверского университета, а также ведущие инженеры из компаний-производителей энергооборудования — Centrotherm, Singulus, Meyer Burger и Von Ardenne. На данный момент рекорд по КПД панелей удерживает компания SunPower с эффективностью в 22,3%.
«Мы планируем достичь эффективности батарей на уровне 27% с помощью новой кремниевой технологии. Затем, мы хотим расширить структуру этих панелей, чтобы сформировать тандем, то есть присоединить второй солнечный элемент из перовскита. Данное решение приведет к более эффективному использованию солнечного спектра, а выработка энергии достигнет эффективности в 33%», — заявил руководитель проекта Саша Вольтер.
Разработчики новых панелей объясняют, что солнечный спектр меняется в течение дня, в зависимости от сезона и географического положения. В связи с этим тандемные ячейки с разными слоями могут работать по-разному, в зависимости от погоды и условий освещения, а регулировка тока для оптимального вывода энергии от обеих ячеек в двухконтактной конфигурации становится особенно сложной задачей.
С целью решить эту проблему, участники консорциума разработали 3-терминальные ячейки, которые предлагают большую устойчивость в момент изменения солнечного спектра. По словам ученых, такой подход увеличит стабильную выработку энергии до 33%. При этом инженеры из Centrotherm, Singulus и Meyer Burger консультируют ученых по вопросам производства, чтобы заранее подготовить сборочные линии для массовых поставок эффективных панелей.
Консорциум заявляет, что если новые панели подтвердят рекордный уровень КПД, затраты на производство фотоэлектрических элементов в Германии снизятся до 0,04 евро на один кВт*ч. Кроме того, батареи с таким КПД смогут ставиться на электромобили для быстрой зарядки аккумуляторов на ходу.
Ученые продолжают работать над усовершенствованием технологии и готовятся представить первый действующий прототип. Проект 27plus6 финансируется Федеральным министерством экономики и энергетики Германии на общую сумму в $3,78 млн.
