Группа инженеров из Хуачжунского университета науки и технологий в Китае разработала и испытала полностью перовскитный тандемный солнечный элемент, достигнув нового рекорда по эффективности. Результаты их исследований были опубликованы в журнале Nature Communications.
Перовскитные тандемные солнечные элементы — это устройства, которые объединяют два материала для захвата более широкого спектра солнечного света, что способствует увеличению эффективности преобразования энергии. Обычно они создаются путём соединения верхнего слоя из перовскита с нижним слоем из отечественного материала, такого как кремний или иной вид перовскита.
Перовскит — это минерал, в основе которого лежит титанат кальция. Производители солнечных батарей рассматривают перовскит в качестве альтернативы кремнию, поскольку он дешевле, эффективнее и проще в производстве. Кроме того, он позволяет создавать солнечные батареи сложной или гибкой конфигурации.
Тем не менее, использование перовскита в коммерческих целях было ограничено из-за трудностей в производстве панелей без дефектов, которые приводят к потерям неизлучательной энергии и снижают эффективность ячейки. В новом исследовании ученые разработали метод создания ячеек с минимальным количеством дефектов, что позволило достичь рекордной эффективности.
Новая методика реконструкции поверхности уменьшает количество дефектов в верхнем слое перовскитных ячеек. Для этой цели используются BDA и EDAI 2, с помощью которых проводится модификация (полировка) поверхности.
Благодаря данной методике, команда создала смешанную перовскитную плёнку Sn–Pb с меньшим количеством дефектов, чем у аналогов, созданных с применением других технологий или материалов. Это позволило улучшить транспорт носителей заряда и снизить потери энергии в транспортном слое.
Для тестирования новой технологии исследователи создали и отполировали верхнюю ячейку, которая служила светопоглощающим слоем. Затем её разместили над слоем переноса электронов из C60 и слоем переноса дырок из PEDOT:PSS. В завершение добавили золотые контакты.
Испытания показали, что эффективность преобразования энергии ячейки составила 28,49%, что было независимо подтверждено. Более того, ячейка продемонстрировала высокую долговечность, продолжая работать на оптимальном уровне после 550 часов непрерывной эксплуатации.
Источник: iXBT
