29, 30, 32… – tai ne atsitiktiniai skaičiai, o saulės elementų efektyvumas matuojamas krintančios saulės šviesos procentine dalimi, kurią jie paverčia elektros energija. Elipsė linijos gale taip pat nėra atsitiktinumas, nes tandeminių saulės elementų efektyvumas jau viršija 32%. „Tarp tyrimų grupių visame pasaulyje vyksta savotiškos lenktynės. „Per pastaruosius metus saulės elementų efektyvumo rekordas buvo sumuštas tris ar keturis kartus, o tam reikia laiko paskelbti mokslinius darbus“, – sako Kauno technologijos universiteto Lietuvoje mokslininkas dr. Artium Magomedov.

Pasak neseniai prestižiniame mokslo žurnale paskelbto straipsnio bendraautorio daktaro Magomedovo Mokslas, Dabartinis paskelbtas tandeminių perovskito saulės elementų rekordas yra 32,5 proc. Straipsnyje pranešama apie silicio-perovskito tandeminių ląstelių pokyčius, dėl kurių tai tapo įmanoma.

„Tandeminiai saulės elementai turi daugiau nei dešimt sluoksnių, todėl užtikrinti vienodą jų veikimą yra techniškai labai sudėtinga. Tokių saulės elementų kūrime dalyvauja daug mokslininkų. Pavyzdžiui, mūsų tyrimų grupė yra atsakinga už vieną iš sluoksnių, pagamintų iš skylių laidžių. medžiagų“, – sako Kauno technologijos universitetas (KTU) Lietuvoje. ) – aiškina mokslininkas dr. Magomedovas.

2018 metais KTU chemikų komanda susintetino medžiagą, kuri sudaro molekulinio storio sluoksnį, dar vadinamą monosluoksniu, kuris tolygiai dengia skirtingus paviršius. Naudojant šią medžiagą jau buvo sukurti keli didelio efektyvumo saulės elementai. Pasak vieno iš išradimo autorių daktaro Magomedovo, KTU atradimas tapo įprasta naujausias saulės technologijas kuriančių mokslininkų tema.

„Mūsų medžiagas naudoja mokslinių tyrimų grupės visame pasaulyje, o apie jų panaudojimą girdite kiekvienoje konferencijos pristatyme šia tema“, – sako dr. Magomedovas.

Naujos kartos saulės elementų teks palaukti masinės gamybos

Naujausias mokslas Straipsnis Daktaro Magomedovo antrasis bendraautorių leidinys MokslasIr vadovaudamasis pirmuoju, siūlo iššūkio sprendimą.

„Nors mūsų medžiagos padeda pasiekti labai aukštą našumą, sunku ant viršaus pastatyti dar vieną sluoksnį. Po ankstesnio darbo mokslo žurnale „Science” sulaukėme daug dėmesio ir komentarų apie tai, kaip mūsų medžiagos veikia įvairiose aplinkose. parodome problemų sprendimo būdą“, – sako daktaras Magomedovas.

Daugiau informacijos apie KTU mokslininkų komandos pasiūlytą proveržį kartu su kitų pasaulio mokslininkų sukurtais sprendimais, leidžiančiais sukurti itin didelio efektyvumo tandeminį saulės elementą, rasite „Science“. Straipsnis. Itin didelio efektyvumo tandeminį saulės elementą pastatė tyrimų grupė, vadovaujama profesoriaus Steve’o Albrechto iš Helmholtz-Zentrum Berlin Vokietijoje.

Silicio saulės elementų maksimalus efektyvumas yra tik 29%; Dėl klimato kaitos krizės pasauliui reikia vis daugiau alternatyvių energijos šaltinių. Tandeminiai saulės elementai susideda iš dviejų tipų fotolaidžių sluoksnių – perovskito saulės elemento, uždėto ant silicio. Silicio sluoksnis surenka infraraudonąją šviesą, o perovskitas mėlyną šviesą iš matomo spektro, padidindamas saulės elemento efektyvumą. Tačiau, pasak daktaro Magomedovo, dar prireiks laiko, kol naujos kartos saulės elementai pakeis dabar naudojamus.

„Teoriškai tandeminių saulės elementų pagaminta elektra bus pigesnė, nes pigesnės papildomos medžiagos. Tačiau praktiškai galutinio komercinio produkto nėra, o techniniai procesai nėra paruošti masinei gamybai. Taip pat elementas, kuris iki šiol buvo kuriamas tik laboratorijose, taip pat kelia neatsakytų klausimų. Pavyzdžiui, Ne visos medžiagos tinka masinei gamybai, vadinasi, reikia ieškoti alternatyvų“, – aiškina KTU mokslininkas.

Pasak jo, vienas didžiausių iššūkių gaminant šias ląsteles yra jų stabilumas. Tikimasi, kad saulės elementai tarnaus 25 metus ir per tą laiką praranda 10% savo efektyvumo. Tačiau per tokį ilgą laiko tarpą sunku išbandyti, todėl galutinio atsakymo, kaip susidėvės naujos kartos saulės elementai, nėra.

Lietuvos chemikai – pasauliniai naujų medžiagų saulės elementams ekspertai

Cheminių medžiagų saulės technologijoms sintezė ir analizė buvo Dr. Magomedovo tema nuo pat bakalauro studijų pradžios, kai jis prisijungė prie KTU profesoriaus Vytauto Gedačio vadovaujamos tyrimų grupės. Atsiradus naujų medžiagų saulės elementams poreikiui, talentingi chemikai panaudojo savo įgūdžius ir įsitvirtino atviroje erdvėje, pelnydami tarptautinį pripažinimą.

„Esame turbūt labiausiai specializuota tyrimų grupė pasaulyje“, – juokauja daktaras Magomedovas.

Jis sako, kad geri rezultatai teikia vilčių, suteikia įdomių galimybių bendradarbiauti ir atveria naujas mokslinių tyrimų galimybes. Geriau prisidėti prie pasaulinės mokslo pažangos. Be to, daktaras Magomedovas, saulės technologijų plėtra šių dienų pasaulio kontekste yra labai aktuali tema, o išradimai gali būti plačiai naudojami.

„Apskritai kalbant, su nauja elektronika dirbame su labai plačiu pritaikymo spektru. Žinoma, saulės technologijų temoje neišvengiamai iškyla saulės energijos kaupimo ir baterijų klausimas“, – sako daktaras Magomedovas.

Šiuo metu KTU chemikų mokslininkų grupė, vadovaujama profesoriaus Gedačio, dalyvauja projekte, kuria siekiama sukurti bandomąją tandeminių silicio-perovskito saulės elementų gamybos liniją, ir ieško būdų, kaip sukurtas medžiagas panaudoti kitoms technologijoms, pavyzdžiui, šviesą spinduliuojančioms. diodai. . Lygiagrečiai taip pat nagrinėjami pagrindiniai klausimai, pavyzdžiui, kodėl laboratorijoje pagaminti puslaidininkiai veikia taip, kaip veikia.

Mokslinės publikacijos geriausiuose žurnaluose, pvz Mokslas arba priklauso Gamta Grupė KTU mokslininkams – ne naujiena. Pasak daktaro Magomedovo, paminėjimas prestižiniame moksliniame leidinyje suteikia ne tik asmeninės sėkmės pojūtį, bet ir lemia pasaulinį pripažinimą. Tarptautinis bendradarbiavimas ir įsitraukimas į mokslinę veiklą tampa daug lengvesnis.

„Šiais laikais, susisiekus su partneriais kitose šalyse, nereikia ilgai prisistatyti. Žmonės jau yra susipažinę su mūsų darbais“, – sako vienas iš „Inovacijų įrankio saulės elementų efektyvumui didinti“ autorių dr.Magomedovas.