Из перовскита сделали тандемные солнечные элементы с эффективностью 25% (без кремния) - «Новости Электроники»

В настоящее время кремний доминирует в индустрии солнечных батарей. Даже в новейших разработках применяется тандемная технология, когда кремниевые и перовскитные фотоэлементы располагаются друг над другом. Сейчас же ученые активно работают над тем, чтобы создать пару из перовскитовых ячеек, каждая из которых могла поглощать различный солнечный спектр. Поскольку производство из этого материала значительно проще, это могло быть удешевить стоимость конечного продукта, при чем некоторые эксперты заявляют о разнице в цене в пять-семь раз.

Кремниевые солнечные панели оказали значительное влияние на развитие энергетического рынка. Согласно данным аналитической компании Lazard, благодаря постоянному усовершенствованию технологии, стоимость солнечных батарей за последнее десятилетие снизалась на 88 процентов. Это позволило обеспечить 30-кратный рост производства солнечной энергии – до 30 гигаватт, которых могло бы хватить на освещение 3 миллионов 700 тысяч домов.

Перовскитные солнечные ячейки, в состав которых входит свинец, бром, йод и другие распространенные элементы, дешевле кремния в производстве и лучше трансформируют солнечную энергию в электрическую (особенно синий спектр света). В частности, эффективность фотоэлементов из этого минерала всего лишь за десяток лет возросла с 3,8 до 24 процентов. И такие показатели создают серьезную конкуренцию кремниевым солнечным панелям.

Но у этого материала есть ряд недостатков и прежде всего это недолговечность. Дело в том, что в элементах из перовскита, при вступлении в реакцию с воздухом, создаются дефекты кристаллической решетки. Это снижает эффективность преобразования и срок службы самого элемента. Однако, команда ученых из Национальной лаборатории возобновляемой энергии в Голдене (Колорадо) во главе с Джозефом Берри уверяет, что нашла решение проблемы. Исследователи добавили в состав перовскита соединение гуанидина тиоцианта, которое, как пленка, защищает минерал от проникновения кислорода. Как результат коэффициент полезного действия перовскита увеличился с 18 до 20 процентов. Но Бери отмечает, что их результаты могли бы быть лучше и они работают над усовершенствованием технологии.

Когда Берри и его команда объединили этот материал с традиционным верхним перовскитовым слоем, поглощающим энергию, полученная в результате тандемная ячейка преобразовала 25% энергии солнечного света в электричество. Об этом ученые сообщили в журнале Sciencemag.

Конечно, инженерам предстоит пройти еще долгий путь, чтобы получить фотоэлементы из перовскита с такой же долговечностью, как и у кремния. Но поскольку их стоимость будет существенно дешевле, чем перовскито-кремниевых пар или исключительно кремниевых ячеек, можно не сомневаться – они сделают все возможное, чтобы достигнуть поставленной задачи.