Ученые побили рекорд эффективности солнечных элементов, совместив кремний с перовскитами
Большинство коммерческих солнечных элементов традиционно изготавливались с использованием кремния в качестве основного активного элемента, и благодаря этому технология получила широкое распространение. Но, к сожалению, подобные солнечные элементы не могут развиваться дальше из-за физических ограничений кремниевой эффективности, так что без радикального изменения основной конструкции их практически невозможно улучшить.
Здесь на сцену выходит перовскит. Этот кристаллический материал быстро поднялся в рейтинге с менее чем 4% эффективности в 2009 году до более 25% к 2021 году, что позволило ему конкурировать с кремнием. Когда два материала вынуждены работать вместе, они достигают еще лучших результатов — эффективность подобных элементов превышала 30%.
И вот он, новый рекорд. Инженеры Солнечного центра KAUST разработали тандемный солнечный элемент кремний/перовскит с эффективностью 33,2% при обычном освещении, что является наивысшей эффективностью любого типа двухпереходного солнечного элемента. Рекорд был независимо сертифицирован Европейской испытательной установкой для солнечных батарей и добавлен в таблицу эффективности исследовательских ячеек, которую ведет Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL).
КПД новой системы на 0,7% больше, чем у предыдущего рекордсмена: ячейки с эффективностью 32,5%, разработанной командой Helmholtz Zentrum Berlin и анонсированной в декабре прошлого года. В последнее время эти рекорды бьются один за другим — так, всего двумя годами ранее эффективность еще не преодолела 30-процентный барьер.
Команда KAUST не уточнила, какие именно улучшения были внесены в солнечную батарею, чтобы установить новый рекорд. Но такой постепенный прогресс обычно происходит за счет незначительных изменений в материалах, методах производства, конструкциях и дизайне.