Развитие технологий: как инженеры сделали перовскитовые батареи втрое эффективнее с помощью серебряного зеркала
В течение большей части последнего столетия кремний был основным материалом для изготовления солнечных элементов благодаря его изобилию и эффективности в преобразовании света в электрический ток. Но буквально за последнее десятилетие по служебной лестнице стремительно поднялся новый претендент — перовскит, который намного дешевле и уже догнал по эффективности кремний.
Новое исследование повысило эффективность перовскита в три с половиной раза, даже не изменяя сам материал. Вместо этого команда обнаружила, что добавление под него слоя другого вещества изменило взаимодействие электронов в перовските, уменьшив процесс истощения энергии.
Как это работает
Перовскиты и другие фотогальванические материалы генерируют электричество, позволяя солнечному свету возбуждать электроны в материале, заставляя их выпрыгивать из своих атомов, готовых к тому, чтобы их направили для генерации электрического тока. Но иногда электроны падают обратно в «дыры», которые они оставили, уменьшая общий ток и, следовательно, эффективность материала. Это явление известно как рекомбинация электронов.
Исследователи обнаружили, что им удалось резко уменьшить рекомбинацию электронов в перовските, поместив его на подложку, состоящую либо из одного серебра, либо из чередующихся слоев серебра и оксида алюминия. Команда говорит, что это создает своего рода зеркало, которое формирует перевернутые изображения электронно-дырочных пар, что снижает вероятность рекомбинации электронов с «дырками». В ходе испытаний инженеры показали, что добавление этих слоев повышает эффективность преобразования света в 3,5 раза.