QAZAQ GREEN. Қытайлық зерттеушілер перовскитті күн элементінің жаңа құрылымын әзірледі. Компьютерлік модельдеу нәтижелері оның жарық сәулелері 0°-тан 50°-қа дейінгі бұрышпен түскенде де жарықтың 95%-дан астамын сіңіретінін көрсетті. Бұл технология Күннің қозғалысын қадағалайтын арнайы жүйелерсіз-ақ тұрақты электр энергиясын өндіруге мүмкіндік беруі мүмкін. Зерттеу нәтижелері Solar Energy ғылыми журналында жарияланды.

Перовскитті күн элементтері жоғары тиімділігі мен өндіріс құнының төмендігіне байланысты фотоэлектр энергетикасының келесі буынына жататын перспективалы технологиялардың бірі саналады. Зертханалық жағдайда олардың пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) 27%-дан асты. Алайда мұндай жоғары көрсеткіштерге күн сәулесі элементтің бетіне тік түскен кезде қол жеткізіледі. Ал нақты жағдайда күн сәулесінің түсу бұрышы тәулік бойы және жыл мезгіліне қарай өзгеріп отырады. Соның салдарынан кәдімгі жазық күн элементтерінде оптикалық шығындар артып, өндірілетін электр энергиясының қуаты құбылады.

Бұл мәселені күн панельдерін Күннің қозғалысына қарай бұрып отыратын қадағалау жүйелері арқылы шешуге болады. Дегенмен зерттеу авторлары мұндай жүйелерді қолдануға олардың қымбаттығы, механикалық құрылымының күрделілігі, тұрақты техникалық қызмет көрсетуді қажет етуі және сенімділігінің төмендігі кедергі келтіретінін атап өтті. Бұл шектеулер әсіресе ірі жобалар мен ғимараттарға кіріктірілген күн энергетикасы жүйелері үшін маңызды.

Зерттеушілер мәселені күн элементінің құрылымын өзгерту арқылы шешуді ұсынды. Олар беті ұшы жұмырланған конустармен бедерленген, «ядро — қабықша» үлгісіндегі жартылай сфералық құрылым әзірледі. Мұндай бет әртүрлі бұрышпен түсетін жарықты шашыратып, жарық белсенді қабатта Ми резонанстарының гибридті түрлерін қоздырады. Соның арқасында жарық элементтің ішіне біркелкі таралады. Ал жартылай сфералық пішін зарядтардың беттен ядроға қарай симметриялы тасымалдануын қамтамасыз етеді. Бұл зарядтарды жинап алуды жеңілдетіп, рекомбинация салдарынан болатын шығындарды азайтады.

Үш өлшемді модельдеу нәтижелері бойынша, жарық 0°-тан 50°-қа дейінгі бұрышпен түскенде де күн элементі кең толқын ұзындығы диапазонында жарықтың 95%-дан астамын сіңіреді. Қуат тығыздығының ең жоғары мәні 28,25 мВт/см²-ге жеткен, ал шығыс қуатының ауытқу көрсеткіші 0,02-ге дейін төмендеген.

Зерттеу авторларының пікірінше, бұл нәтижелер механикалық қадағалау жүйелерін қолданбай-ақ күн энергиясын тұрақты өндіруге жол ашады. Мұндай шешім күн энергетикасы жүйелерінің сенімділігін арттырып, шығындарын азайтуға мүмкіндік беруі мүмкін.

Зерттеу Қытайдың Табиғи ғылымдар ұлттық қоры мен Цзилинь провинциясының ғылым және технологияны дамыту бағдарламасының қолдауымен жүргізілді.