Przełomowa nanotechnologia z Chin zwiększa sprawność ogniw słonecznych powyżej 10%
Chińscy naukowcy opracowali nowatorską metodę kontrolowanego wzrostu nanoprętów tlenku tytanu, dzięki której poprawili sprawność konwersji energii w cienkowarstwowych ogniwach słonecznych. Technologia pozwala lepiej kontrolować pochłanianie światła i transport ładunków, osiągając wydajność ponad 10%.
Nowa metoda wzrostu nanoprętów poprawia wydajność ogniw słonecznych
Zespół badawczy kierowany przez prof. Mingtai Wanga z Instytutów Nauk Fizycznych Hefei Chińskiej Akademii Nauk zaprezentował przełomowe rozwiązanie w dziedzinie nanotechnologii do zastosowań w energetyce odnawialnej. Uczeni opracowali metodę wzrostu jednorodnych nanoprętów tlenku tytanu (TiO₂-NA) o regulowanym zagęszczeniu bez zmiany ich rozmiaru, co umożliwia precyzyjne dostrajanie właściwości optycznych i elektrycznych ogniw słonecznych.
Tradycyjne techniki produkcji nanostruktur wiązały zmianę jednego parametru (np. średnicy prętów) z koniecznością modyfikacji innych (długości, gęstości), co utrudniało optymalizację ich działania w urządzeniach fotowoltaicznych. Chińscy naukowcy pokonali to ograniczenie, wydłużając fazę hydrolizy w procesie chemicznym. Dzięki temu uzyskali warstwę tlenku tytanu w postaci mniejszych nanocząstek, które w kolejnym etapie przekształcają się w zarodki wzrostu dla rutylowych nanoprętów.
Ponad 10% sprawności dzięki precyzyjnej architekturze
Nowo opracowana technologia pozwala kontrolować ilość nanoprętów na powierzchni bez wpływu na ich wysokość i średnicę. Badacze wykorzystali te struktury w niskotemperaturowych ogniwach słonecznych na bazie CuInS₂ (siarczek miedziowo-indowo-selenowy), uzyskując sprawność konwersji energii rzędu 10,44%. To jeden z najlepszych wyników dla tego typu ogniw w technologii cienkowarstwowej przy zachowaniu prostego procesu produkcji.
Zespół badawczy opracował też model teoretyczny „Volume-Surface-Density”, wyjaśniający, jak gęstość nanoprętów wpływa na zdolność do wychwytywania światła, rozdział ładunków i ich zbieranie. Tym samym stworzono kompletny system łączący zmiany makroskopowe w procesie technologicznym z ewolucją mikrostruktury i wydajnością końcowego urządzenia.
Nowe możliwości dla fotowoltaiki i elektroniki
Osiągnięcie chińskiego zespołu otwiera nowe perspektywy dla inżynierii nanostruktur w energetyce i optoelektronice. Precyzyjna kontrola nad rozkładem przestrzennym TiO₂ może znaleźć zastosowanie nie tylko w ogniwach słonecznych, ale też w fotokatalizatorach, sensorach czy urządzeniach magazynujących energię.
Zobacz również:- LONGi publikuje nowe wyniki badań nad ogniwami tandemowymi – sprawność sięga 34,6%
- Qn-SOLAR prezentuje nowe ogniwa perowskitowe. Masowy start produkcji w 2025
- Ogniwa TOPCon tracą sprawność. Oto, co powoduje degradację i jak temu zapobiec
Źródło: ScienceDaily
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
MKiŚ i gminy wypracowują nowe zasady ochrony złóż kopalin w planowaniu przestrzennym
Ministerstwo Klimatu i Środowiska wspólnie z samorządami opracowuje elastyczniejsze zasady ochrony złóż kopalin, by zapewnić bezpieczeństwo surowcowe państwa bez hamowania rozwoju lokalnego.
Ponad 120 mld zł z ETS2 na modernizację Polski – apel o jasny plan wydatkowania środków
Polska może otrzymać aż 124 mld zł z systemu ETS2 i Społecznego Funduszu Klimatycznego. Eksperci i organizacje apelują do rządu o przejrzyste zasady wydatkowania tych środków oraz pilne przyjęcie Planu Społeczno-Klimatycznego.
Nowatorskie rozwiązania w ciepłownictwie – podsumowanie warsztatów NCAE
Narodowe Centrum Analiz Energetycznych (NCAE) zaprezentowało podczas warsztatów innowacyjne koncepcje transformacji sektora ciepłowniczego. Przedstawiono modele hybrydowe, elektryfikację ciepłownictwa oraz lokalne obszary bilansowania energii.
1,4 mld zł z KPO na modernizację sieci dystrybucyjnej – PGE Dystrybucja inwestuje w elastyczność i OZE
PGE Dystrybucja otrzyma blisko 1,4 mld zł z Krajowego Planu Odbudowy na modernizację sieci dystrybucyjnej. Inwestycje obejmą przebudowę stacji, rozbudowę linii oraz wdrożenie inteligentnych funkcjonalności, co zwiększy potencjał przyłączeniowy dla OZE o 541 MW.
Energa Operator uruchamia potencjał ultraszybkiego ładowania dzięki modernizacji GPZ
Modernizacja pięciu głównych punktów zasilania przez Energę Operatora przy autostradach A1 i A2 pozwoli na powstanie ponad 200 ultraszybkich ładowarek dla elektromobilności w Wielkopolsce i na Kujawach. Inwestycja wsparta 48 mln zł z NFOŚiGW zwiększa niezawodność sieci i ogranicza emisje CO2.
Farma wiatrowa Sieradz: TAURON rozwija zieloną energię w województwie łódzkim
TAURON uruchomił farmę wiatrową Sieradz o mocy 23,8 MW, która zasili prądem nawet 40 tys. gospodarstw domowych. To kolejny krok Grupy w kierunku zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii.
Komentarze