Повышение эффективности солнечных элементов для достижения независимости от источников энергии из ископаемого топлива является основным направлением исследований солнечных элементов. Группа под руководством физика доктора Феликса Ланга из Потсдамского университета, а также профессора Лей Мэна и профессора Юнфана Ли из Китайской академии наук в Пекине успешно интегрировала перовскит с органическими поглотителями для разработки тандемного солнечного элемента, который достигает рекордных уровней эффективности, как сообщается в научном журнале Nature.
Этот подход включает в себя комбинацию двух материалов, которые селективно поглощают короткие и длинные волны, в частности, сине-зеленую и красную/инфракрасную области спектра, тем самым оптимизируя использование солнечного света. Традиционно наиболее эффективные компоненты поглощения красного/инфракрасного излучения в солнечных элементах изготавливались из обычных материалов, таких как кремний или CIGS (селенид меди, индия, галлия). Однако эти материалы обычно требуют высоких температур обработки, что приводит к значительному углеродному следу.
В своей недавней публикации в Nature Ланг и его коллеги объединяют две перспективные технологии солнечных элементов: перовскитные и органические солнечные элементы, которые можно обрабатывать при более низких температурах и которые имеют сниженное воздействие углерода. Достижение впечатляющей эффективности в 25,7% с этой новой комбинацией было сложной задачей, как отметил Феликс Ланг, который объяснил: «Этот прорыв стал возможным только благодаря объединению двух значительных достижений». Первым прорывом стал синтез нового поглощающего красного/инфракрасного излучения органического солнечного элемента Мэн и Ли, который расширяет свою поглощающую способность дальше в инфракрасный диапазон. Ланг далее уточнил: «Однако тандемные солнечные элементы столкнулись с ограничениями из-за слоя перовскита, который терпит существенные потери эффективности, когда предназначен для поглощения в первую очередь синего и зеленого сегментов солнечного спектра. Чтобы преодолеть это, мы внедрили новый пассивирующий слой на перовските, который смягчает дефекты материала и повышает общую производительность элемента».
Время публикации: 12 декабря 2024 г.