Пер突破 бар’єра Shockley-Queisser за допомогою кріогенных кремнієвих сонячних елементів

Новітні досягнення в сонячній енергетиці: прорив у низькотемпературних ефективностях

Ера альтернативної енергетики постійно відкриває нові горизонти, і останні дослідження, проведені в Таїчжоу університеті та Університеті Делавер, не виключення. Результати їхнього роботи можуть значно змінити наші уявлення про ефективність сонячних панелей. Команда дослідників представила експериментальну сонячну панель, яка перевершила відому теоретичну межу Шоклі-Квайссера для одношарових пристроїв. Вражає те, що ці нові n-типові монокристалічні кремнієві осередки досягають від 50% до 60% ефективності перетворення енергії при температурах 30-50 K, що майже удвічі перевищує максимальні показники при кімнатних умовах.

Ці нові результати не лише пропонують нові можливості для застосування сонячної енергії в екстремальних умовах, але й спростовують загальноприйняті уявлення про те, що ефективність фотовольтаїки знижується при низьких температурах. Дослідники перетворили потенційну проблему у перевагу, створивши дизайн, що керує гарячими носіями за допомогою лазерів, налаштованих вище зони заборони. Це підходить для генерування мобільних фотонесучих частинок в умовах кріогенних температур.

Перспективи використання новітньої технології

Інноваційна панель має величезний потенціал для використання при екстремально низьких температурах. Серед можливих застосувань – живлення роверів в постійно затінених кратерах на Місяці, а також забезпечення надійної енергії для надпровідникової електроніки та квантових інструментів. Це відкриває нові можливості в космічних дослідженнях та вдосконаленні технологій, які раніше вважалися малоефективними або навіть неможливими в умовах екстремального холоду.

Вже тепер команда дослідників зосереджена на масштабуванні своїх панелей розміром 4 см² для екологічного тестування під умовами термічних циклів і протонного випромінювання. Це важливий крок до комерціалізації розробки і може стати основою для наступних поколінь сонячних панелей, які допоможуть зменшити залежність від традиційних джерел енергії та забезпечити сталий розвиток планети.