Прорыв в зеленой энергетике: как нанослой соли повысил эффективность солнечных элементов до 29%

Ученые Каунасского технологического университета (KTU) вместе с международными партнерами повысили эффективность тандемных солнечных элементов более 29%. Об этом сообщает издание Interesting Engineering со ссылкой на исследования в журнале Nature Communications .

Ключом к успеху стала замена кислотной прослойки на нейтральную солевую. Речь идет о сверхтонкой пленке из самоорганизующихся монослоев (SAM), которая применяется с 2018 года. Она работает как «молекулярный клей» и направляет положительные заряды (дыры) к электроду.

Однако ученые заметили проблему: из-за кислотной природы эти молекулы постепенно разъедали соседние слои оксида металла. Это создавало дефекты на грани разделения, препятствовало транспорту заряда и сокращало срок службы всей системы.

Как решили проблему:

• Исследователи нейтрализовали кислотные молекулы, превратив их в химически нейтральные соли.
• Новый слой так же крепко держится на поверхности, но совершенно не вредит соседним материалам.
• Метод опробовали на модулях большой площади совместно с партнерами из Китая – покрытие получилось полностью однородным.
• Солевой слой растворяется в воде, что позволяет его наносить без использования токсичных растворителей.

Благодаря сохранению целостности границы раздела заряды проходят беспрепятственно, а солнечный элемент стабильно работает гораздо дольше. В KTU рассчитывают, что такие эффективные тандемные элементы в скором времени будут встраиваться в фасады зданий, окна и даже текстиль. Патентная заявка на технологию уже подана.

Защита энергосистемы: от нанотехнологий до быта

В то время как ученые защищают солнечные панели от внутреннего разрушения на молекулярном уровне, владельцам СЭС следует позаботиться о защите оборудования от внешних факторов.

Эффективность и срок службы солнечной электростанции зависит не только от качества самих панелей, но и от стабильности работы инверторов и сопутствующей электроники. Резкие скачки или просадка напряжения в общей сети могут привести к аварийному отключению или выходу из строя чувствительных компонентов системы.

Для обеспечения бесперебойной и безопасной работы солнечно-инверторного оборудования специалисты рекомендуют использовать стабилизаторы напряжения . Они сглаживают сетевые колебания, защищают инвертор от перегрузок и гарантируют, что генерируемая энергия будет передаваться в сеть или аккумуляторы без сбоев. Сочетание надежных солнечных частей и стабилизатора напряжения обеспечивает наибольшую долговечность всей энергосистемы.