В Индии создали надёжные прозрачные электроды для двухсторонних солнечных панелей

В подавляющем большинстве случаев тыльная сторона солнечных панелей не может похвастаться приличной освещённостью, чтобы свет одинаково хорошо работал с обеих сторон батареи. Этому также препятствует отсутствие электродов с хорошей прозрачностью, чтобы лучи с небольшими потерями проходили через панели насквозь. Поэтому сегодня у учёных на первом месте стоит задача создать прозрачные электроды с наивысшей эффективностью и она близка к решению.

Группа исследователей из Индийского технологического института (IIT) в Дхарваде утверждает, что они нашли прочный, стабильный, эффективный и доступный по цене прозрачный материал для электродов солнечных панелей. Новый материал может стать заменой таких дорогих и хрупких материалов, как оксид индия-олова (ITO), которые сегодня используются для выпуска двухсторонних солнечных панелей.

Индийские учёные разработали технологию нанесения прозрачных тонкоплёночных электродов из трёх чередующихся слоёв: двух крайних оксида никеля (NiO) и серебра (Ag) между ними. Эти материалы не требуют специальной обработки, чтобы быть прочными и гибкими. Также они будут обходиться дешевле, что обещает сделать двухсторонние солнечные элементы доступнее.

Прорыв произошёл, когда исследователи смогли подобрать режимы для послойного осаждения материалов из газовой фазы. В ходе этого процесса материалы испаряются в вакуумной камере, а затем конденсируются на поверхности, образуя тонкие однородные слои. Используя этот метод, учёные сформировали трёхслойную структуру NiO/Ag/NiO (NAN), в результате чего толщина электрода составила менее 40 нм.

Использование NAN-электродов в составе экспериментальной солнечной панели из перовскита показало КПД на лицевой стороне 9,05 % и 6,54 % на тыльной (за максимальной эффективностью непосредственно ячеек не гнались). Коэффициент бифасциальности, который показывает, насколько эффективно тыльная сторона панели генерирует электроэнергию по сравнению с её лицевой стороной, достиг 72 %. При тестировании в течение 1000 часов панели из перовскита без какой-либо защиты от окружающей среды сохранили до 80 % первоначальной эффективности.

Подобные двухсторонние солнечные панели повысят отдачу при работе в обычных условиях и будут востребованы в сферах, где до этого фотовольтаика не применялась, например, в сельском хозяйстве, где на счету каждый фотон света. Также такие панели могут заменить оконные стёкла, вырабатывая энергию и не мешая потоку света в помещение.