Установлен новый рекорд КПД солнечной ячейки из кремния и перовскита — впервые выше 30 %

До сих пор эффективность традиционных и тандемных солнечных элементов не превышала 30 %. Предыдущий рекорд составил 29,8 %, но к нему шли годами и очень-очень понемногу. Учёные из Швейцарии первыми в мире смогли преодолеть психологически важный рубеж КПД ячеек в 30% и готовы двигаться дальше по пути к эффективной и возобновляемой солнечной энергии.

Источник изображения: CSEM

Теоретический предел КПД солнечных фотоэлементов оценивается учёными на уровне 29,4 %. Исследователи в своих разработках создали кремниевые фотоэлементы с КПД 26,7 % и медленно-медленно продвигаются к теоретическому рубежу. КПД перовскитных элементов, которые интересны своей потенциальной дешевизной производства (они поддерживают струйную печать), приблизился к 27,5 %. Вместе эти материалы готовы покорять высоты эффективности, поскольку кремний работает в красном и инфракрасном диапазоне, а перовскит — в синем и зелёном.

Новая разработка тандемных солнечных элементов, объединяющих кремний и перовскит, учёными из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и Швейцарского центра электроники и микротехнологий (CSEM) представлена в двух вариантах и оба проникли за барьер КПД 30 %.

Одно из решений представляет собой слои перовскита, нанесённые из жидкого раствора на гладкую поверхность кремния. Такой фотоэлемент показал КПД на уровне 30,93 % для площади 1 см². Во втором случае использовался гибридный метод осаждения перовскита из пара и жидкого раствора на текстурированную поверхность кремния, что позволило достичь эффективности 31,25 % для солнечной батареи той же площади.

Источник изображения: CSEM

«Тандемные технологии перовскита на кремнии, как говорят, имеют потенциал для превышения 30-процентной эффективности, но это первый случай, когда этот давно предсказанный потенциал был продемонстрирован, что, надеюсь, проложит путь к еще более дешёвой устойчивой электроэнергии в будущем», — сказал Кристиан Вольф (Christian Wolff), ведущий исследователь из группы EPFL.