Ученые создали инновационную технологию производства солнечных батарей с уникальной эффективностью преобразования света. Узнайте, как новые материалы могут изменить рынок чистой энергии.
Эффективность классических кремниевых солнечных элементов значительно возросла за последние десять лет — с приблизительно 15% в 2015 году до порядка 25% в 2025 году. Тем не менее, ученые продолжают искать возможности для повышения производительности и исследуют новые материалы и методы, сообщает Tech Xplore.
Специалисты из Китая нашли способ решить проблему контроля толщины и ориентации молекулярных слоев (самоорганизующихся монослоев, SAM), которые применялись ранее в экспериментальных образцах кремний-перовскитовых солнечных батарей. Они разработали новую технологию нанесения высококачественного слоя перовскита на прозрачное оксидное покрытие, обеспечивающее отличное светопропускание и эффективное отделение зарядов. Это позволило создать новый гибридный кремний-перовскитовый элемент с рекордной эффективностью преобразования энергии — 34,58%. Данный показатель подтвержден результатами лабораторных исследований.
Ключевой особенностью нового подхода стало создание материала HTL201, который характеризуется низким уровнем паразитного поглощения света и быстрой экстракцией электронов. Благодаря этому образующийся слой обладает повышенной плотностью и однородностью, что обеспечивает надежное соединение с верхним слоем перовскита.
Испытанный образец показал выдающиеся результаты при стандартных уровнях освещенности. Материалы на основе перовскита, включая разработанный китайской командой, демонстрируют отличные свойства поглощения солнечного света, превосходя кремний в области синего и зеленого спектра. Кроме того, их производство характеризуется относительно низкой стоимостью.
Перед промышленным внедрением разработки необходимо решить ряд вопросов. На данный момент процесс применялся только в лабораторных условиях, без учета воздействия внешних факторов, таких как высокая влажность и температура воздуха. Высокая температура негативно сказывается на производительности традиционных кремниевых устройств. Аналогичная проблема остается актуальной для новых технологий. Однако авторы исследования уверены, что дальнейшее улучшение структуры позволит сделать солнечные батареи более доступными и повысить интерес к использованию чистой энергетики.
Фото: hi-tech.mail.ru