Немецкие ученые разработали новые солнечные элементы, состоящие из перовскитов и органических полимеров. Их КПД достигает рекордных 24%. Кроме того, их производство и изготовление проще и дешевле, чем создание традиционных кремниевых солнечных элементов. Статья опубликована в журнале Nature.
В основном солнечные элементы изготавливают из кремния. Однако дальнейшее увеличение их эффективности практически невозможно. Поэтому становится все более востребована разработка новых технологий. Коллектив немецких ученых разработал новый тип солнечных элементов из углеродных соединений и перовскитов. Производство обоих материалов требует значительно меньших затрат, чем создание обычных кремниевых элементов.
Солнечный свет состоит из различных спектральных компонентов, поэтому солнечный элемент должен преобразовывать в электричество свет как можно большего диапазона длин волн. Этого можно добиться с помощью так называемых тандемных ячеек, в которых объединяются разные полупроводниковые материалы, каждый из них поглощает разные длины волны. В новом элементе органический полупроводник поглощает ультрафиолет и свет видимого диапазона, а перовскит — свет ближнего инфракрасного диапазона. Новый солнечный элемент имел КПД около 20%, однако ученым удалось увеличить это значение до 24%.
«Для достижения такой высокой эффективности необходимо было свести к минимуму потери на границах раздела материалов внутри солнечных элементов, — говорит соавтор исследования Селина Олтоф из Кельнского университета. — Чтобы решить эту проблему, мы разработали так называемое “межсоединение”, которое соединяло органическую субъячейку и перовскитовую субъячейку».
В качестве межсоединения ученые использовали тонкий слой оксида индия. Его толщина была всего 1,5 нанометра. Так ученые смогли минимизировать потери энергии. Последующее моделирование, проведенное группой, показало, что при таком подходе в будущем можно будет получать тандемные ячейки с эффективностью более 30%.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
