Эффективный солнечный элемент из обычного кремния

26.04.2021

Ученые из Института систем солнечной энергетики Фраунгофера (ISE) создали из классического монокристаллического кремния фотоэлемент с эффективностью преобразования на уровне 26 %, что стало мировым достижением. Новая технология проще предложенной ранее технологии Interdigitated Back Contact (IBC) с контактами на тыльной стороне ячеек и обещает приблизиться к теоретическому пределу кремния при преобразовании солнечной энергии в электричество.

Сегодня из обычного монокристаллического кремния выпускается подавляющее большинство солнечных панелей - свыше 90 %. Было бы заманчиво повысить КПД таких панелей без усложнения технологии и удорожания производства. В этом обещала помочь технология IBC, когда оба токопроводящих контакта в ячейках создаются на тыльной стороне ячейки, что не затеняет панель и позволяет полнее использовать объем элемента в процессе выбивания электронов фотонами. К сожалению, хотя панели IBC по КПД и приблизились к 26 %, их производство достаточно дорого, поэтому они оказались невостребованными.

Исследователи из ISE смогли приблизить КПД монокристаллических ячеек к 26 % другим путем и даже обещают пойти дальше - добиться значения КПД на уровне 27 % при теоретическом пределе для кремния 29,4 %. Этого удалось добиться благодаря особому расположению токопроводящих контактов на обеих сторонах ячеек, но это не все изменения.

В основе новой ячейки лежит контакт TOPCon - это контакт, пассивированный туннельным оксидом. От выпускаемых сегодня панелей новая разработка отличается тем, что контакт TOPCon расположен не сверху, а лежит по всей тыльной стороне ячейки. Этот подход позволил также легировать бором не всю переднюю поверхность, а только места под вторым оставшимся там обычным контактом, что упростило и удешевило производство. Таким образом, новая ячейка получила название TOPCoRE (элемент с контактом TOPCon на задней стороне).

Помимо высокого КПД новый элемент выдает большее напряжение, а его работа сопровождается меньшими потерями из-за поверхностной рекомбинации и благодаря эффективному транспорту электронов.

<< Назад: Найдены звезды второго поколения 27.04.2021

>> Вперед: Ультракороткофокусный проектор JMGO Smart Wall O1 26.04.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Восприятие музыки зависит от цвета концертного зала 03.03.2026

Восприятие живой музыки традиционно связывают с слухом, однако на впечатления от концерта влияют и другие факторы, включая визуальное оформление и освещение. Вопрос о том, может ли цвет интерьера напрямую изменять то, как мы слышим звук, долго оставался открытым. Недавнее исследование ученых из Технического университета Берлина проливает свет на эту связь и демонстрирует, что визуальная среда способна влиять на субъективное восприятие музыки. Чтобы изучить эффект цвета, исследователи предложили участникам прослушать записи концерта в виртуальных залах, оформленных в красные, зеленые и синие оттенки. Цвета варьировались по яркости и насыщенности, что дало 12 различных вариантов оформления. Поскольку построить физические залы с таким разнообразием цветов было невозможно, использовалась технология виртуальной реальности. Звук воспроизводился через наушники с бинауральной технологией, адаптирующей звучание к движениям головы, что создавало ощущение реального присутствия в зале. Участ ...>>

Chrysalis: концепт межзвездного корабля для 400-летнего путешествия 03.03.2026

Межзвездные полеты остаются одной из самых амбициозных целей человечества. Международный научный проект Chrysalis предложил концепцию космического корабля, способного совершить 400-летнее путешествие с экипажем из 2400 человек. Победивший в конкурсе 2025 года дизайн демонстрирует не только инженерные решения, но и социальную архитектуру, рассчитанную на 16 поколений людей, живущих на борту. В основе концепции лежит вращательная конструкция длиной 58 километров. Такая масштабная система должна создать искусственную гравитацию, достаточную для нормального функционирования организма, без вызывающей дезориентацию центробежной нагрузки. Для стабилизации конструкции проект предусматривает несколько цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, что минимизирует колебания и вибрации. Сборка корабля планируется в точках Лагранжа - участках космоса, где можно минимизировать расход топлива. Движение корабля предполагается обеспечить прямым термоядерным двигателем на гелии-3 и дейте ...>>

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Следующий iPhone получит самые большие изменения 20.04.2012 До сих пор ведутся споры о том, когда же будет представлен новый iPhone. Некоторые считают, что запуск состоится в рамках ежегодной международной конференции Apple WWDC, проведение которой намечено в промежутке между июнем и июлем. Другие убеждены, что это произойдёт где-то осенью, по примеру выхода iPhone 4S. В отношении аппаратной части звучит не меньше предположений: получит ли смартфон чип A6, произведённый на более тонком техпроцессе, сможет ли он работать в сетях 4G LTE, наделит ли его Apple экраном с более широкой диагональю? После встречи с тайваньскими и китайскими поставщиками компонентов аналитик Брайан Уайт (Brian White) почти уверен, что он ответил на все эти вопросы. В своём отчёте, предоставленном клиентам Topeka Capital Markets, он указывает, что следующий iPhone получит 4-дюймовый экран, средства связи 4G LTE, новый изящный дизайн благодаря улучшениям в производстве корпуса, который будет вырезаться из цельного блока металла по образу задней крышки в iPad, а также технологического процесса изготовления корпусов MacBook Air и MacBook Pro. "По нашему мнению, это будет наиболее существенное обновление iPhone, которое принесёт 4" экран и новый более изящный облик, требующий, как мы считаем, цельного корпуса", - говорится в аналитическом исследовании. Уайт убеждён, что каждый увидевший смартфон неминуемо станет его поклонником, не говоря уже о технических возможностях: "Этот новый изысканный облик станет для покупателей наиболее важным аргументом, чтобы решиться на обновление". Декабрь вызывает большие сомнения аналитика в качестве даты запуска следующего iPhone, он полагает, что ожидаемое рынком событие состоится раньше - по его мнению, поставки компонентов для шестого поколения iPhone начнутся в июне, а выпуск продукта состоится осенью. Аналитик также подкрепил слухи о разработке компанией Apple уменьшенной модели iPad с 7,85" экраном и разрешением 1024х768, сообщив сведения, полученные от азиатских источников, что Apple продолжает работу над этим устройством. Впрочем, он говорит, что у iPad mini неопределённое будущее, и допускает, что планшет так и останется прототипом. В отношении последнего iPad господин Уайн отмечает, что экран Retina обусловил высокий спрос и одновременно стал причиной затруднений Apple в организации поставок, которые во многом сейчас уже преодолены. По данным поставщиков, спрос на устройство, проданное тиражом в 3 млн за первый уикенд, остаётся очень сильным. В Китае, например, несмотря на отсутствие официального запуска, планшет уже широко продаётся на сером рынке. Вместе с Topeka Capital Markets Брайан Уайт прогнозирует рост стоимости акций Apple на фондовой бирже в 12-месячный срок до уровня $1000 за каждую. Причём он отмечает, что выпуск Apple своего телевизора позволит поднять курс акций ещё выше.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026