В Китае разработан метод, снижающий потери энергии в солнечных элементах
Исследователи из Нанкинского университета Китая и других научных учреждений достигли эффективности в 30,1% в трехпереходном солнечном элементе, полностью изготовленном из перовскита. В ходе независимой сертификации был подтвержден результат в 29,3%. Новый метод обработки позволил снизить количество дефектов в материале и потери энергии.
В Китае разработан метод, снижающий потери энергии в солнечных элементах
Ученые разработали технологию, направленную на выравнивание поверхности перовскитных пленок и обеспечение равномерного распределения галогенидов в их составе.
Перовскиты считаются перспективными материалами для преобразования солнечного света в электроэнергию. Объединяя их в несколько слоев, можно более эффективно использовать различные части спектра солнечного излучения.
Как была решена главная проблема материала?
Перовскитные пленки, предназначенные для поглощения высокоэнергетического излучения, содержат высокую долю брома. Однако при изготовлении такого материала его верхняя часть может высохнуть и кристаллизоваться раньше, чем нижняя.
В результате над еще влажным внутренним слоем образуется твердая корка. Это приводит к появлению складок и трещин на пленке, а также к неравномерному распределению химических компонентов. Подобные дефекты увеличивают потери энергии и напряжения.
Исследователи решили проблему с помощью двухэтапной обработки. Обработка специальным растворителем выровняла верхний слой материала, а добавление небольшого количества олеиламмония хлорида способствовало одновременной кристаллизации бромных и йодных компонентов.
В результате преждевременное затвердевание поверхности было ограничено, и была получена гладкая пленка с однородной структурой по всей толщине.
Три слоя поглощают разные части солнечного света
Созданный солнечный элемент состоит из трех взаимосвязанных светопоглощающих слоев. Каждый слой предназначен для поглощения определенной части солнечного спектра.
Верхний слой поглощает высокоэнергетическое излучение, средний слой — другую часть спектра, а нижний слой — ближнее инфракрасное излучение. Их совместная работа повышает эффективность преобразования солнечной энергии в электричество.
В исследовании для этой полностью перовскитной трехпереходной структуры был зафиксирован рекордный результат в 30,1%. Показатель, подтвержденный независимой проверкой, составил 29,3%.
Стабильность сохранялась в течение 569 часов испытаний