Кремнию добавили перовскит и наночастицы — получился солнечный элемент с КПД 34%
Исследователи из Университета Сучжоу и центрального научно-исследовательского института LONGi разработали тандемный перовскит-кремниевый солнечный элемент с КПД 34%.
Изображение сгенерировано GeminiТандемные солнечные элементы объединяют верхний слой перовскита с традиционной кремниевой основой. Такая конструкция позволяет эффективнее использовать солнечный спектр и получать больше энергии, однако дальнейшему повышению эффективности мешает сложная граница между двумя материалами. На текстурированной поверхности кремния трудно сформировать равномерный слой перовскита, а на границе материалов часть носителей заряда теряется.
Ранее исследователи пытались решить эту проблему с помощью дополнительного изолирующего слоя. Он снижает потери заряда, но одновременно затрудняет его движение. Китайская команда предложила другой подход — вместо сплошного изолятора использовать отдельные наночастицы диоксида циркония ZrO₂.
Наночастицы размещаются между проводящим оксидом и молекулярным монослоем. Они меняют поверхностные свойства материала, благодаря чему жидкий раствор перовскита распределяется более равномерно и формирует плотную пленку без пустот. При этом образуются более крупные кристаллические зерна, что улучшает качество перовскитного слоя.
После такой обработки среднее время жизни носителей заряда увеличилось почти вдвое — с 1,46 до 2,81 микросекунды. Лучший экспериментальный образец показал КПД 34%.
Исследователи отдельно проверили долговечность разработанной конструкции. Герметизированные солнечные элементы непрерывно находились под искусственным солнечным освещением при комнатной температуре в течение 2000 часов. К концу испытания они сохранили 84% первоначальной эффективности.
© iXBT
