Конструкція сонячної панелі ICFO спрямована на зменшення втрат випроміненого світла

Дослідники Інституту фотонних наук (ICFO) повідомили про нову конструкцію сонячної панелі, яка враховує ще один обмежувальний чинник, втрати Больцмана, тобто енергію, що втрачається на світло, яке випромінюють сонячні панелі, і може підвищити ефективність приблизно до 43 відсотків від нинішньої теоретичної межі 33,16 відсотка. Роботу опублікували в Energy & Environmental Science, і вона показала підвищення ефективності приблизно на 0,85 відсотка в експериментальній органічній сонячній батареї. За словами дослідників, базовий принцип має застосовуватися до всіх видів фотоелектричних елементів.

Обмеження випромінювання світла

У найпростішому вигляді сонячні панелі містять напівпровідниковий матеріал, найчастіше кристалічний кремній, який вивільняє електрони під дією сонячного світла, створюючи електричний струм. Частина сонячної енергії перетворюється на тепло або повторно випромінюється як світло. Вчені досліджували способи зменшення теплових втрат енергії, зокрема зміну напівпровідника панелі, але світловий складник виявився складнішим для усунення.

У статті дослідники ICFO розглянули «невідповідність між вузьким поглинанням сонячного світла і ширшими конусами випромінювання» сонячних панелей. Вони почали з органічної сонячної батареї, замінили її передній електрод з оксиду індію-олова тонким срібним електродом і перетворили батарею на оптичну порожнину. Батарея все ще пропускала сонячне світло, але випромінювала менше світла під широкими кутами.

Що означає цей результат

Зміна підвищила ефективність їхньої сонячної батареї приблизно на 0,85 відсотка. Доктор Франсіско Берналь Текса, перший автор дослідження, сказав у пресрелізі ICFO, що якщо конус випромінювання вдасться звузити, щоб він ближче відповідав конусу поглинання вхідного сонячного світла, сонячні батареї принципово зможуть наблизитися до ефективності близько 43 відсотків.

Нинішня теоретична межа становить 33,16 відсотка і відома як межа Шоклі-Квіссера, тоді як споживчі сонячні панелі зазвичай працюють на рівні 20-23 відсотків. Якщо ефективність можна підвищити з 33,16 відсотка приблизно до 43 відсотків, для споживчих сонячних панелей можуть бути значні опосередковані переваги.

Інші недавні досягнення

Це не єдиний недавній прорив у технології сонячних панелей у 2026 році. Китайська компанія LONGi представила сонячну батарею з ефективністю 35,5 відсотка у липні і заявила, що фотоелектричний елемент, який вона використовує, також теоретично здатний досягти 43 відсотків. У США також зростає використання підключуваних балконних сонячних панелей, хоча нові дослідження не означають, що споживачі зможуть купити потужнішу панель завтра.

Джерела: Engadget