Ултра-тънки слънчеви клетки са 1000 пъти по-мощи от конвенционалните PV на килограм
Общата тенденция в слънчевата енергетика е разработването на технологии за все по-висока ефективност на конвертирането и намаляване на производствените разходи. Но има и други пътища за подобряване. Един пример за това е разработването на ултра-тънки, ултра-леки слънчеви клетки. Това предлагат учени от Масачузетския технологичен институт. Те работят по разработването на изключително тънки, леки слънчеви клетки, които да могат да „революционизират напълно индустрията“.
Тези изключително тънки и леки слънчеви клетки имат потенциала значително да надминат „което и да е друго вещество от вида на урана“ по отношение на енергията, произведена на килограм материал. Според изследователите, ултра-тънките слънчеви клетки могат да бъдат създадени чрез използване подредени листове от материали с дебелина една молекула – такива като графен или дисулфид молибден.
Новият подход „ни довежда до крайната възможна степен на конверсия на енергията“ по отношение на слънчевата енергия, според Джефри Гросман, професор по енергиен инженеринг в университета и старши автор на новото изследване.
Изследователите казват, че дори използването на един-единствен двупластов слой от двуизмерните материали – като графен, дисулфид молибден, диселенид молибден и т.н. – може да създаде соларни клетки с ефективност от 1-2%. Разбира се, това на пръв поглед не звучи никак много, но ако се сравни с конвенционалните слънчеви клетки по отношение на ресурси, време и материали за направата (както и на заемано място и тегло), то една слънчева клетка, която е хиляди пъти по-лека и използва значително по-малко материал, по-тънка от лист хартия – безспорно има очевидно предимство. Към настоящия момент слънчевата клетка от двупластов слой материал има около 1 нанометър дебелина – стотици хиляди пъти по-тънка от конвенционалните силициеви слънчеви клетки.
Чрез слепването на такива тънки пластове един към друг ефективността може да се увеличи значително. „Полагането на няколко слоя може да позволи много по-висока ефективност, което да направи възможно технологията да се конкурира с други утвърдени соларни технологии“, казва Марко Бернарди, постдокторант в отдела по материалознание в университета и водещ автор на доклада.
„Сравнени на база килограм материал, новите слънчеви клетки произвеждат до 1000 пъти повече мощност в сравнение с конвенционалните фотоволтаици – при около един нанометър дебелина, което значи 20-50 пъти по-тънък от най-тънката слънчева клетка, която може да се направи днес“.
Освен това, посочва ученият, самият материал е много по-малко скъп, отколкото високо пречистения силиций, който се използва за стандартните соларни клетки. Така е, тъй като листовете материал са толкова тънки, че изискват миниатюрни количества суровина. На всичкото отгоре самият материал е „много стабилен, дори и на открито – във въздуха, под ултравиолетова светлина, при влага,” казва изследователят.
Разбира се, не всичко е мед и масло пред новата технология. Въпросните суровини – молибденов дисулфид и диселенид молибден – са само два от една „цяла вселена“ от 2D материали. Другите тепърва трябва да бъдат изследвани. Освен това в момента, не съществуват методи за широкомащабно производство на молибденов дисулфид и диселенид молибден.
Изследователите обаче упорито работят по създаването на работещ прототип на новите слънчеви клетки.
Изследването им е публикувано наскоро в списание „Nano Letters“.
