Новая гибридная солнечная панель из перовскита достигла эффективности 33,10%: в чем секрет

Исследователи из Китая создали тандемный солнечный элемент с четырьмя полюсами на основе широкозонного перовскита, который показал высокую эффективность и стабильность. Их работа опубликована в научном журнале Nature.

Сотрудники Университета Хуацяо использовали метод реконструкции поверхности, чтобы удалить поверхностные дефекты перовскита с большой шириной запрещенной зоны путем мокрого нанополирования. Благодаря ему инженеры смогли убрать области с большим количеством дефектов, вызванных неправильной кристаллизацией на поверхности пленки перовскита.

Нанополировка должна улучшить контакты, избавиться от остаточной деформации решетки объемной пленки перовскита и сформировать богатый бромом поверхностный слой, который улучшает перенос ионов и предотвращает потерю энергии. Мягкие галоидные компоненты, богатые йодом, могут регулировать согласование уровня энергии.

Кроме того, по словам ученых, технология изменяет распределение фаз и уменьшает неоднородность пленки, что уменьшает несоответствие решеток между поверхностью и объемом. Полировка также повышает интенсивность фотолюминесценции.

Ученые изготовили две разные версии этой ячейки, одну непрозрачную и другую полупрозрачную, которые достигли эффективности преобразования мощности 23,67% и 21,70% соответственно. Кроме того, оказалось, что обе системы сохраняют 80% первоначальной эффективности после работы в точке максимальной мощности при освещении солнцем в течение 1505 часов.

Команда использовала полупрозрачный элемент для создания тандемного модуля, включающего кремниевую солнечную батарею размером 158,75 мм × 158,75 мм от Gold Stone (Fujian) Energy Company Limited с эффективностью 12,7% на нижнем слое и с перовскитовой ячейкой большой площади, размещенной в верхней части как фильтр. Во время тестов при стандартных условиях освещения панель достигла эффективности преобразования энергии в 33,10%, что довольно большой показатель.

Для сравнения: рекорд эффективности принадлежит тандемному модулю представленному китайским производителем Longi в сентябре — 34,6%. Однако неизвестно, какая у него ширина запрещенной зоны — этот показатель определяет, насколько широкий спектр света способна улавливать панель.

Ранее Фокус писал, как работают и чем особенны солнечные панели из перовскита. Этот материал позволяет улавливать ту часть света, которую пропускает традиционный кремний, и производить больше электроэнергии.