Нова гібридна сонячна панель з перовськіту досягла ефективності 33,10%: у чому секрет

Дослідники з Китаю створили тандемний сонячний елемент з чотирма полюсами на основі широкозонного перовськіту, який показав високу ефективність та стабільність. Їх робота опублікована у науковому журналі Nature.

Співробітники Університету Хуацяо використали метод реконструкції поверхні, щоб видалити поверхневі дефекти перовськіту з великою шириною забороненої зони шляхом мокрого нанополірування. Завдяки йому інженери змогли прибрати області з великою кількістю дефектів, спричинених неправильною кристалізацією на поверхні плівки перовськіту.

Нанополірування має покращити контакти, позбутися залишкової деформації решітки об’ємної плівки перовськіту та сформувати багатий бромом поверхневий шар, який покращує перенесення іонів та попереджає втрату енергії. М'які галоїдні компоненти, багаті йодом, можуть регулювати узгодження рівня енергії.

Крім того, за словами вчених, технологія змінює розподіл фаз та зменшує неоднорізність плівки, що зменшує невідповідність ґрат між поверхнею та об’ємом. Полірування також підвищує інтенсивність фотолюмінесценції.

Вчені виготовили дві різні версії цієї комірки, одну непрозору та іншу напівпрозору, які досягли ефективності перетворення потужності 23,67% та 21,70% відповідно. Крім того, виявилося, що обидві системи зберігають 80% початкової ефективності після роботи в точці максимальної потужності при освітленні сонцем протягом 1505 годин.

Команда використала напівпрозорий елемент для створення тандемного модуля, що включає кремнієву сонячну батарею розміром 158,75 мм × 158,75 мм від Gold Stone (Fujian) Energy Company Limited з ефективністю 12,7% на нижньому шарі та з перовскітовою коміркою великої площі, розміщеної у верхній частині як фільтр. Під час тестів за стандартних умов освітлення панель досягла ефективності перетворення енергії у 33,10%, що доволі великий показник.

Для порівняння: рекорд ефективності належить тандемному модулю представленому китайським виробником Longi у вересні — 34,6%. Однак невідомо, яка у нього ширина забороненої зони — цей показник визначає, наскільки широкий спектр світла здатна вловлювати панель.

Раніше Фокус писав, як працюють і чим особливі сонячні панелі з перовськіту. Цей матеріал дозволяє вловлювати ту частину світла, яку пропускає традиційний кремній, і виробляти більше електроенергії.