Ученые из Университета г. Милан-Бикокка, Рим Тор Вергата и Массачусетский технологический институт они изготовили «термоэлектрический гибрид с электрическим разделением» (HTEPV), способный утилизировать отработанное тепло фотогальванической установки и производить дополнительную энергию от солнечных элементов.
Кремниевые солнечные элементы доминируют на рынке фотоэлектрических систем благодаря своей высокой эффективности и низкой стоимости. Однако они чувствительны к температуре. Это может привести к значительным потерям энергии в течение срока службы солнечных панелей. Они могут терять до 20% своей эффективности при комнатной температуре из-за колебаний температуры. В последнее время «горячей» темой является гибридизация с термоэлектрическими генераторами (ТЭГ). Потому что? В системах HTEPV термоэлектрический генератор ТЭГ может восстанавливать потерянное тепло солнечных элементов для производства дополнительной энергии и повышения общей эффективности устройства.
Системы HTEPV были предметом многочисленных исследований и обзоров. Однако в целом они считаются очень удобными и неподходящими для повышения эффективности фотоэлектрических систем. В конечном итоге исследователи выбрали для этого эксперимента три различных типа солнечных установок. Который? Перовскит, фосфид индия-галлия (GaInP) и аморфный кремний (a-Si).
Как изготавливается гибридная система HTEPV?
Гибридная система солнечных элементов состоит из нагревательной пластины TEG al, изготовленной по индивидуальному заказу. теллурид висмута. Эта пластина находится в тепловом контакте с задней частью перовскитного солнечного элемента (с площадью поверхности 1 см²), на котором используется слой термопасты без силикона. Эти два блока фактически термически связаны, но электрически разделены.
Коробка для ботаников
Затем холодная сторона ТЭГ крепилась термопастой к дну вакуумной камеры. Его температура проверялась термопарой типа К для конечного гибридного устройства. Команда также проверила температуру нижней камеры. Для этого они использовали схему отвода жидкости, работающую от охладителя с регулируемой температурой. Солнечные элементы находились в тепловом контакте с верхним электродом ТЭГ со слоем термопасты и К-термопарой, помещенной между горячим электродом и дном солнечного элемента. Кривые JV были записаны с измерителя источника Keithley 2440, управляемого с помощью программы LabView.
Испытания солнечных элементов
Затем исследователи провели тесты, чтобы определить эффект энергичный оптической концентрации на температурную чувствительность. Команда постоянно измеряла входную мощность солнечного симулятора и настраивала его с помощью эталонных кремниевых солнечных элементов. Затем он применил маску из нержавеющей стали с известными площадями, чтобы точно оценить плотность входной мощности.
Перовскиты показали повышение эффективности более чем на 2% при всех оптических концентрациях.
Исследователи подтвердили эти улучшения для корпуса солнечного элемента из перовскита. Для них они обнаружили, что наибольший выигрыш достигается при нормальных рабочих температурах обычных фотоэлектрических элементов. Недавно команда из Университет Брауна утверждал, что разработал молекулярный клей, который увеличивает эффективность перовскитных солнечных элементов. Ранее исследователи из Кванджу институт науки и техники, Южная Корея, разработали новый метод повышения эффективности перовскитных солнечных элементов с использованием ионов.
Над этим стоит поработать: «термоэлектрическая» гибридизация солнечных элементов работает и повышать их эффективность всегда хорошо и правильно.
