Китайские ученые разработали солнечную батарею с КПД почти 30% и стабильностью более 91% после 2000 часов работы

Специалисты Китайской академии наук (CAS) представили инновационный тандемный фотоэлемент, чей показатель конверсии солнечной энергии достиг 29,71%. Помимо высокой производительности, авторам проекта удалось преодолеть ключевой недостаток перовскитных технологий — критически малый срок службы.

Конструкция объединяет два полупроводниковых слоя. Верхний перовскитный компонент улавливает коротковолновую часть спектра, тогда как нижний базируется на CIGS (соединении меди, индия, галлия и селена) и переводит в электричество оставшееся излучение. Подобный тандем существенно превосходит классические кремниевые панели по степени утилизации светового потока.

До сих пор массовой коммерциализации перовскитных устройств мешала их уязвимость к внешним факторам. В процессе эксплуатации структура материала неизбежно разрушалась, что весло к стремительному падению КПД и выходу батареи из строя.

Чтобы стабилизировать систему, физики применили оригинальный метод: в структуру перовскита на стадии кристаллизации внедрили серсодержащее органическое вещество — бис(2-пиридилметил)сульфид (2PyS). Компонент эффективно нейтрализует ионы свинца, залечивает микротрещины, блокирует нежелательное перемещение зарядов и защищает кристаллическую решетку от разрушающего влияния ультрафиолета.

Вдобавок эта добавка обеспечивает упорядоченный рост кристаллов, образуя безупречно ровную пленку с минимальными показателями диссипации энергии.

Лабораторные тесты полностью оправдали ожидания: изолированный перовскитный слой продемонстрировал КПД на уровне 22,21%, а совокупный результат тандема составил 29,71%. Особый прорыв зафиксирован в тестах на износостойкость: после 2000 часов беспрерывной эксплуатации батарея сохранила свыше 91% изначальной мощности.

По мнению исследователей, открытие знаменует важный шаг на пути к коммерциализации перовскитной энергетики, хотя пока технология и находится на стадии лабораторных испытаний.

Источник: iXBT