Перовскитные солнечные панели стали значительно более надежными
Наука и космос045 минут назад
Учёные из Гонконгского политехнического университета (PolyU) создали новую перовскитно-органическую тандемную солнечную панель, которая практически не теряет свою эффективность при частичном затенении — одной из основных проблем современных тонкопленочных солнечных панелей.
Даже если часть панели оказывается в тени деревьев, зданий или облаков, новые элементы продолжают функционировать без значительных потерь в производительности. В ходе тестов они сохранили более 90% своей первоначальной эффективности после воздействия обратного напряжения до -40 В — уровня, который для большинства существующих тонкопленочных солнечных элементов вызывает необратимые повреждения.
Проблема частичного затенения давно остается одной из самых серьёзных для солнечной энергетики. Когда определенная часть панели перестает получать свет, в затененных ячейках появляется обратное напряжение. Оно не только уменьшает выработку энергии, но и постепенно разрушает материал, сокращая срок службы всей панели.
Учёные установили, что основная причина такой деградации — так называемые глубокие ловушки зарядов, формирующиеся в органическом активном слое. Эти дефекты задерживают носители заряда, снижая эффективность преобразования энергии и ускоряя разрушение структуры.
Чтобы справиться с этой проблемой, исследователи переработали архитектуру активного слоя, сократив количество изолированных акцепторных областей. Это позволило значительно уменьшить количество дефектов и повысить устойчивость солнечных элементов к обратному напряжению. В результате новые органические фотоэлементы выдерживают напряжение свыше -35 В без необратимых повреждений.
Кроме того, модернизированный органический слой защищает перовскитную часть тандемной конструкции, предотвращая обратное туннелирование тока — один из ключевых механизмов разрушения при затенении. Даже после воздействия напряжения -40 В тандемные элементы сохранили более 90% своей первоначальной эффективности.
Тесты также подтвердили высокую долговечность технологии. После 12 часов работы при напряжении -20 В элементы сохранили около 90% исходной эффективности, а после 2000 часов (примерно 83 сутки) при -4,5 В — 97%.
Разработчикам удалось повысить не только надежность, но и эффективность преобразования солнечной энергии. Если в предыдущем исследовании, опубликованном в 2025 году, тандемные элементы демонстрировали КПД 25,9%, то теперь этот показатель превысил 26%.
По мнению авторов исследования, сочетание высокой эффективности, устойчивости к затенению и долговечности значительно приближает новую технологию к коммерческому использованию — как на крупных солнечных электростанциях, так и в гибких солнечных панелях нового поколения.
DexterИсточники:Interesting EngineeringНаука и космос0Наука45 минут назад
Источник