Кремний-перовскитовая солнечная панель установила новый рекорд эффективности - «Технологии»

Многие годы кремний считался оптимальным материалом для развития солнечной энергетики, и тому есть объективные объяснения – он недорогой, производительный и устойчивый по своим характеристикам. Производительность кремниевых солнечных панелей уже почти достигла теоретического предела, но ученые были уверены, что при соединении с другим веществом этот лимит может быть повышен.

Исследователи из Политехнической школы Лозанны (EPSL) и Швейцарского центра электроники и микротехнологий (CSEM) научились соединять кремний с перовскитом, что позволило им повысить производительность солнечных панелей до рекордного показателя 25.2%.

Производительность стандартной кремниевой панели составляет от 20% до 22%, что вроде бы и не мало, но потолок роста для технологии практически достигнут. Исследования свойств перовскита позволили повысить производительность изготовленных из него солнечных панелей с 3.9% в 2009 году до 20% в 2016 году за счет применения принципа многослойности. Но пока перовскит обходится дороже кремния, и предел его производительности почти такой же.

Читайте также: Как своими руками сделать солнечную крышу Tesla (видео)

Комбинирование двух материалов дало синергетический эффект, повысив пределы производительности и кремния, и перовскита. У перовскита лучше получается превращать в электричество зеленый и синий сегмент цветового спектра, тогда как кремний конвертирует красный и инфракрасные лучи; таким образом, двухкомпонентные (тандемные) солнечные панели захватывают значительно больший сегмент цветового спектра и благодаря этому вырабатывают больше электроэнергии.

В результате правильного подбора составов всех слоев, необходимых для создания p-i-n-перехода, ученым удалось получить фотоэлемент, в котором поверхность кремния покрывала многослойная структура, включающая основной слой перовскита толщиной около 400 нанометров. КПД преобразования энергии солнечного элемента составила 25,2 процента — это рекордный показатель для гибридных панелей такого типа. А за счет использования пирамидальной кремниевой поверхности удалось добиться и высокого значения плотности тока в ячейке: она достигала 19,5 миллиампер на квадратный сантиметр.

Химики полагают, что полученная производительность в 25.2% не является пределом для кремний-перовскитовых солнечных панелей, и вскоре ее удастся довести до 30%.

Читайте также: Созданы солнечные элементы, которые тоньше человеческого волоса

Источник: actu.epfl.ch