Физики ускорили производство перовскитно-кремниевых солнечных панелей до 10 минут

Коллектив исследователей из Технологического института Карлсруэ (Германия) совместно с коллегами из Университета Валенсии (Испания) представил передовую методику производства солнечных батарей, способную кардинально снизить себестоимость и ускорить вывод на рынок высокоэффективных фотоэлектрических систем.

Речь идёт о создании тандемных ячеек «перовскит-кремний». В этих устройствах стандартный кремниевый слой дополняется слоем перовскита, что позволяет более эффективно поглощать солнечный спектр и существенно увеличивает коэффициент полезного действия в сравнении с традиционными панелями.

Ключевой прорыв ученых заключается в оптимизации вакуумного напыления перовскитного слоя. Ранее этот процесс был крайне трудоемким и медленным, что препятствовало масштабированию, однако теперь формирование покрытия занимает всего 10 минут.

Принцип работы технологии основан на испарении специальных органических соединений в вакуумной среде: молекулы преодолевают короткую дистанцию в несколько миллиметров и мгновенно конденсируются на кремниевой подложке, образуя равномерную функциональную пленку.

Методика отличается высокой универсальностью, легко адаптируясь к различным типам кремниевых подложек без необходимости переналадки производственных линий, что является критически важным фактором для внедрения в индустриальный сектор.

В ходе лабораторных испытаний прототипы продемонстрировали впечатляющие показатели КПД:

• 23,5% — на стандартных гладких подложках;
• 23,7% — на наноструктурированных поверхностях;
• до 24,3% — на промышленных текстурированных пластинах.

Эти результаты имеют огромное значение для отрасли, поскольку привычные кремниевые панели уже почти достигли своего теоретического максимума производительности.

Дополнительным преимуществом разработки является экономическая эффективность: технология сокращает расход дорогостоящего сырья и допускает вторичное использование некоторых компонентов, что делает её крайне привлекательной для коммерческого производства.

По сути, данное решение открывает путь к массовому выпуску доступных и сверхэффективных фотоэлектрических модулей следующего поколения, способных превзойти текущие рыночные аналоги.

Источник: iXBT