40 лет поисков. Ученые разобрались, как поднять КПД солнечных батарей на 2%

Главный недостаток эффективности солнечных батарей выявили ученые из Манчестерского университета в Великобритании после 40 лет поисков, пишет SCIENCEalert.

В 2019 году исследование позволило выявить ранее не зафиксированный дефект в кремниевом материале, из которого делаются солнечные батареи. Он может снижать эффективность батареи на 2%. Если пересчитать эффект от использования тысяч солнечных батарей, то речь может идти о гигаваттах недополученной возобновляемой энергии по всему миру, говорится в статье.

Фактически эта потерянная электроэнергия в мировом масштабе могла бы компенсировать генерацию пятнадцати атомных электростанций, работающих в Великобритании. Один из исследователей Тони Пикер сказал, что проблема эффективности солнечных батарей вызывала большой интерес у ученых и инженеров последние сорок лет. Она имеет большие экологические и финансовые последствия.

Это первое исследование из 270 предшествующих, которое смогло определить дефекты в кристаллической решетке кремния. Этого удалось достичь при помощи метода переходной спектроскопии глубокого уровня (DLTS). Он позволил увидеть, что в процессе преобразования солнечного света в электронный заряд поток электронов попадает в ловушку, что снижает электрическую эффективность, говорится в статье.

Сам дефект остается невидимым до тех пор, пока панель не нагреется. Исследование показало, что чем чище кремний в солнечной панели, тем дольше в нем «живут» электроны, которые переносят заряд от фотона света. Это косвенно подтверждает выводы ученых о влиянии дефектов на эффективность солнечных панелей.

Коллега Тони Пикера, Иэн Кроу, говорит о том, что им удалось доказать существование дефекта, теперь дело за инженерным решением, чтобы его исправить.