Создана перовскитная солнечная панель с рекордной стабильностью и КПД 27,3%

Команда специалистов Центра имени Гельмгольца в Берлине (HZB) представила инновационную трехслойную перовскитную солнечную батарею, демонстрирующую впечатляющее сочетание высокой производительности и увеличенного срока службы. Тестовый экземпляр показал КПД на уровне 27,3%, при этом сохранив свыше 90% своей начальной мощности после 770 часов непрерывного функционирования.

Данная разработка базируется на концепции многопереходных солнечных элементов. В отличие от стандартных кремниевых решений, полагающихся на единственный поглощающий материал, представленная технология объединяет три перовскитных слоя с различными энергетическими характеристиками запрещенной зоны. Такое решение позволяет максимально эффективно утилизировать широкий диапазон солнечного излучения.

Критическим препятствием для массового внедрения перовскитов долгое время была их нестабильность. Несмотря на превосходный потенциал генерации энергии, эти материалы подвержены деградации под воздействием кислорода, влаги и интенсивного излучения, заметно уступая в долговечности кремнию.

Ранее одним из наиболее уязвимых компонентов системы считался полимерный слой, отвечающий за транспорт заряда. Он не только ограничивал светопропускание, но и с течением времени терял свои структурные свойства.

Исследователи из HZB заменили этот элемент уникальным композитом, состоящим из сверхтонкого самоорганизующегося молекулярного монослоя (SAM) и нанометрового покрытия на основе оксида графена (GO). Молекулы SAM создают упорядоченную структуру, оптимизирующую интерфейсы слоев, а внедрение оксида графена минимизирует паразитные электрические потери и значительно упрочняет всю конструкцию.

Новая инженерная архитектура также служит надежным щитом для наиболее деликатного перовскитного слоя, содержащего комбинацию олова и свинца. Ранее подобные материалы стремительно разрушались при контакте с внешней средой, однако созданный защитный барьер из SAM и GO успешно замедляет эти деструктивные процессы.

Профессор Стив Альбрехт, возглавляющий данный проект, подчеркивает, что технология обладает значительным запасом для дальнейшего прогресса. По мере совершенствования состава отдельных перовскитных компонентов разработчики рассчитывают достичь коэффициента полезного действия свыше 30%.

Источник: iXBT