Ученые представили проект создания доступных солнечных элементов для энергоснабжения Саудовской Аравии и за ее пределами
Ученые представили дорожную карту вывода на рынок тандемных солнечных элементов из перовскита и кремния, прокладывающих путь к будущему, основанному на изобилии недорогой экологически чистой энергии в Саудовской Аравии и во всем мире.
Авторами статьи, опубликованной в Science, являются проф. Стефан Де Вольф и его исследовательская группа из Научного университета короля Абдаллы (KAUST) и Технологического Центра солнечной энергетики. Команда работает над повышением эффективности использования солнечной энергии для достижения целей Саудовской Аравии в области солнечной энергетики.
Технология тандема перовскит / кремний сочетает в себе преимущества двух материалов — эффективного поглощения света перовскитом и долговременной стабильности кремния — для достижения рекордной эффективности. В 2023 году лаборатория Де Вольфа установила два мировых рекорда по эффективности преобразования энергии, причем за тот же год в мире было установлено пять, что свидетельствует о быстром прогрессе в технологии тандема перовскит / кремний.
Однако воплощение лабораторного успеха в реальное применение требует тщательного рассмотрения. В документе изложены ключевые проблемы и предложены решения для коммерциализации.
Среди них учет реальных условий, таких как переменная температура и солнечный свет. Авторы предлагают географическое тестирование — сродни персонализированной медицине для солнечных элементов — для оптимизации производительности в конкретных местах.
Еще одним соображением является ускоренное тестирование стабильности. Срок службы развернутых солнечных элементов должен составлять десятилетия. Соответственно, необходимы испытания, которые сокращают годы износа до гораздо более короткого периода времени. Понимание темпов деградации имеет решающее значение для установления конкурентоспособных цен и гарантий.
Наконец, текущие производственные процессы сопряжены с высокими материальными затратами и потенциально опасными химическими веществами, что может потребовать дорогостоящих мер предосторожности. В документе предлагаются парадигмы как для монолитных, так и для тандемных производственных линий с механическим укладом, чтобы определить возможности снижения затрат.
"Ожидается, что рынок перовскито-кремниевых тандемов превысит 10 миллиардов долларов в течение десятилетия", - сказал профессор Стефан Де Вольф. "KAUST находится на переднем крае этой революции, закладывая основу для получения доступной чистой энергии для всех".
Ожидается, что Эркан Айдын, другой автор исследования, покинет лабораторию De Wolf lab в 2024 году, чтобы открыть свою собственную в Европе.
Прорывные исследования KAUST в области фотоэлектрических систем в тандеме перовскит / кремний иллюстрируют приверженность университета разработке "зеленых" технологий, которые продвигают политику безуглерода и обеспечивают устойчивое будущее.