Бидний мэдэж байгаагаар нарны эрчим хүч нь гэрлийн энергийн гол эх үүсвэр юм. Цахиур хавтан нь гэрлийг цахилгаан болгон хувиргах боломжтой ба уламжлалт тандем нарны лити батерей нь нэмэлт долгионы уртыг шингээх замаар үүнийг илүү үр дүнтэй хийж чадна.

Үүгээр ч зогсохгүй судлаачид хос цувралын тохиргоог ашигласнаар уламжлалт цахиурт суурилсан болон шинэ системүүдийн “цуврал” хослолоор хийсэн хэт ислийн өөр давхаргыг ашигладаг шинэ систем бөгөөд энэ нь илүү их энерги цуглуулж, Цуврал нарны зайн гүйдлийг үлэмж нэмэгдүүлэхийн тулд газраас их хэмжээний үрсэн, ойсон, тархсан гэрлийг (“альбедо” гэж нэрлэдэг) авах.

11 оны 2021-р сарын XNUMX-нд Кинг Абдуллагийн Шинжлэх ухаан, технологийн их сургууль (KAUST) болон UT-ийн Инженерийн сургуулийн судлаачид багтсан Олон улсын хамтын ажиллагааны байгууллага Natural Energy сэтгүүлд “High Efficiency based on Band Gap Engineering” гарчигтай нийтлэл нийтлэв. Пероксид/Давхар монокристалл цахиурт нарны эс” (Үр ашигтай bifacialmonolithicperovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering) нийтлэл.

Энэхүү баримт бичигт хэт исэл/цахиурын төхөөрөмжүүдийг цуврал тохиргоонуудын одоогийн хүлээн зөвшөөрөгдсөн гүйцэтгэлийн хязгаараас хэтрүүлэхээр төлөвлөх бүх үйл явцыг тоймлон харуулав.

Багийн гишүүд энэ судалгааг хамтдаа хийж дуусгасан. Тэдгээрийн дотроос доктор Мишель ДеБастиани судалгааны санаа дэвшүүлж, уг төхөөрөмжийг Алессандро ж-тэй хамтран хийсэн байна. Мирабелли.

Торонтогийн Их Сургуулийн электроник ба компьютерийн инженерийн чиглэлээр докторантурын дараах судлаачид болох YiHou, Bin Chen, Anand S. Subbiah нар хэт ислийн зурвасын цоорхойг боловсруулсан бол Эркан Айдин, Фуркан Х.Исикгор нар тандемийн дээд контакт, зохион байгуулалтыг боловсруулсан.

Энэхүү судалгааны дүгнэлт нь хоёр талт цул хэт исэл/цахиурын тандем нарны зай нь хүрээлэн буй орчинд сарнисан гэрлийн альбедо цацрагийг ашигладаг бөгөөд гүйцэтгэл нь нэг талт хэт исэл/цахиурын тандем нарны зайнаас илүү сайн байна. Судалгааны багийнхан эхлээд гадаа хийсэн туршилтын үр дүнг мэдээлэв. Нэг AM 1.5 г нарны гэрлийн дор хоёр талт цувралын баталгаажуулсан цахилгаан хувиргах үр ашиг 25% -иас давж, эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн нягтрал нь 26 мвсм-2 хүртэл өндөр байв.

Үүний зэрэгцээ судлаачид янз бүрийн бодит гэрэлтүүлэг болон альбедо нөхцөлд гүйдлийн оновчтой тааруулахад шаардагдах хэт ислийн зурвасын зөрүүг судалж, өөр өөр альбедод өртсөн эдгээр хоёр талт тулгууруудын шинж чанарыг харьцуулж, энергийн тооцооллын хоёр үр дүнгийн хооронд харьцуулалтыг гаргажээ. байгаль орчны янз бүрийн нөхцөл бүхий байршилд үйлдвэрлэл.

Эцэст нь, баг нь гадаа туршилтын байршлуудыг нэг талт ба хоёр талт пероксидаз/цахиурын утастай харьцуулж, бодит хамааралтай альбедотой газруудад тандемийн хоёрдмол байдлын нэмүү үнэ цэнийг харуулсан.

Шинэ тандем нарны зайны үндсэн хэсэг нь цахиурын давхарга болон хэт ислийн давхаргаас бүрдэнэ. Үүний зэрэгцээ тэдгээрийг бусад олон нэгдлүүдтэй хослуулдаг. Профессор Стефаан Деволф хэлэв. “Гол асуудал бол тандем төхөөрөмжийн нарийн төвөгтэй байдал юм. Үүнд 14 материал оролцож байгаа бөгөөд альбедогийн нөлөөг харгалзан материал бүрийг төгс оновчтой болгох ёстой.”

гэж судалгааны ахлах зохиолч, доктор Мишель ДеБастиани хэлэв. “Альбедо ашигласнаар бид үйлдвэрлэлийн зардлыг нэмэгдүүлэхгүйгээр уламжлалт хоёр туйлт мембранаас хамаагүй өндөр гүйдлийг үүсгэж чадна.” Судалгааны зохиогчид нь Торонтогийн Их Сургуулийн Цахилгаан, Компьютерийн Инженерийн тэнхимийн профессор Тед Саржент, докторын дараах судлаач И Хоу нар юм.

өмнө нь нарны шууд бус гэрлийг авах боломжийн талаар судалгаа хийсэн боловч туршилтын туршилт хийгээгүй. Инженер, технологийн их сургуулиас гадна Хаан Абдуллагийн Шинжлэх ухаан, технологийн их сургуулийн (KAUST) судлаачид нарны шууд бус гэрлийг эрчим хүч цуглуулах чадварт оруулахад шаардлагатай шинжлэх ухааныг шийдэхийн тулд Карлсруэгийн технологийн хүрээлэн, Болоньягийн их сургуулийн хамтран ажиллагсадтай хамтран ажилласан. тэдгээрийн модулиудын болон инженерийн сорилтууд.

Дараа нь гаднах нөхцөлд тэд хоёр талт тандем нарны зайг туршиж үзээд арилжааны ямар ч цахиурын нарны хавтангаас илүү үр ашигтай ажилласан.

“Нэг нүүрний цахиурт нарны зайнууд нь PHOTOVOLTAIC-ийн зах зээлд эзлэх хувийг хурдацтай нэмэгдүүлж байна, учир нь тэдгээр нь харьцангуй гүйцэтгэлийг 20% сайжруулах боломжтой. Энэ аргыг хэт исэл/силанд хэрэглэх нь уламжлалт цахиурын нарны зайнаас илүү үр дүнтэй байх болно. Мөн түүхий эдийн өртгийг бууруулж чадна.” Профессор Стефаан ДеВолф дүгнэв. ДеВолф болон түүний хамтрагчид Канад, Герман, Италийн багуудтай хамтран энэхүү технологийг боловсруулсан.

Уг нийтлэлийн төгсгөлд судлаачид хэт исэл/цахиурын бүтцийн гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд хоёр талт функцийг хэрхэн ашиглахыг туршилтаар нотолсон. Нарийн хэт ислийн зурвасын цоорхойг ашигладаг тул тунгалаг арын электрод бүхий төхөөрөмжийн бүтэц нь доод эсийн одоогийн үүслийг нэмэгдүүлэхийн тулд альбедо дээр тулгуурладаг бөгөөд үүний зэрэгцээ дээд хэт ислийн эсийн одоогийн үүслийг нэмэгдүүлдэг.

1.59-1.62 эВ-ийн зурвасын зөрүүтэй хэт исэлд энэ тохируулга хийгдсэн. Нэг талт хэт исэл/цахиурын цувралтай харьцуулахад бромын агууламж хамгийн бага байдаг тул галидын ялгаралтай холбоотой тогтвортой байдал ихээхэн буурдаг. асуудал. Тус багийнхан хээрийн туршилтаар хоёр талт тандемийн бүтцийн гүйцэтгэлийг үнэлж, цаг уурын өөр өөр нөхцөлд хоёр талт ба нэг талт тандем байгууламжийн эрчим хүчний гаралтыг урьдчилан таамагласан.

Аль ч тохиолдолд, тандем нь нэг талт бүтэцтэй харьцуулахад илүү сайн байдаг нь энэ технологийн амлалтыг харуулж байна. Энэхүү ажил нь 30 мвсм-2PGD хаалттай цоорхойг арилгахын тулд өндөр хүчин чадалтай боловч хямд өртөгтэй технологийг ашиглан өндөр үр ашигтай нарны зайн шинэ ангиллын боломжийг харуулж байна.

Эндээс тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг цаашид сайжруулах, технологийн цар хүрээг өргөжүүлэх нь энэхүү технологийг фотоволтайкийн зах зээлд ойртуулах дараагийн логик алхамууд юм.

Швейцарийн Лозанна дахь Холбооны Технологийн Хүрээлэнгийн Фотовольтийн лабораторийн захирал, профессор Кристоф Баллиф энэ судалгаанд оролцоогүй. Тэр хэлсэн. “Энэ баримт бичиг нь хоёр талт тандем төхөөрөмжийн анхны тодорхой туршилтын нотолгоо юм. Судлаачдын мэдээлсэн гүйцэтгэлийн тоон дүн шинжилгээ нь энэхүү технологийг олон нийтийн зах зээлд нэвтрүүлэхэд шаардлагатай тогтвортой тоног төхөөрөмжийг бий болгоход маш чухал юм.