Сонячна енергія – це екологічно чиста альтернатива звичайним поновлюваним джерелам енергії. Однак сучасні сонячні панелі вимагають використання токсичних матеріалів. Група вчених з Кореї розробила нову екологічну альтернативу і повідомила про свої результати в журналі Nano Energy.
Неминуча загроза кризи, пов’язаної зі зміною клімату, однозначна, і, з огляду на її невідкладність, необхідно прискорити перехід до поновлюваних джерел енергії. В останні роки сонячна енергія стала одним з найбільш перспективних кандидатів для вирішення цього завдання.
Сонячні панелі складаються з фотоелектричних елементів, при цьому матеріали, що піддаються впливу світла, генерують електричний струм. Сучасні тонкоплівкові сонячні елементи складаються з шарів фотоелектричного матеріалу товщиною в мікрометр або субмікронних, що дозволяє інтегрувати їх в гнучкі і легкі панелі для використання в різних підкладках.
Однак у цього процесу є деякі обмеження. Професор Джун Хо Кім з Інчхонського національного університету, який очолював дослідження, пояснює: «Більшість тонкоплівкових сонячних елементів містять токсичні і дорогі елементи, які обмежують застосування сонячних елементів». Професор Кім і його команда працювали над виробництвом сонячної батареї з використанням екологічно чистих природних матеріалів, які легко добувати і недорого виробляти.
Вчені звернули увагу на екологічно чистий Кестер, природний мінерал, який діє як поглинач фотонів. У більшості сонячних батарей використовується буферний шар з сульфіду кадмію (CdS) для оптимізації роботи кестеріту. Забруднення, пов’язане зі створенням цих буферів, і токсичність кадмію небажані для створення екологічних сонячних батарей.
Щоб розв’язати цю проблему, дослідники вивчили перспективну альтернативу CdS – «буфери ZTO». Це скляні підкладки, покриті оксидом цинку і олова. Щоб ще більше підвищити ефективність сонячного елемента, команда вирівняла рівні енергії електронів між шаром поглинача з кестеріту і буферного шару ZTO. Це дозволило поліпшити циркуляцію електронів між двома шарами, збільшивши напругу осередку і загальну продуктивність.
Цей метод є першим, що забезпечує таку високу продуктивність при використанні виключно екологічно чистих, доступних і недорогих матеріалів.
Натхнення: hightech.fm