Слой перовскита улучшил эффективность кремниевой солнечной батареи на 30%

Исследователи из Университета штата Колорадо (CU Boulder) создали дешёвый солнечный элемент, обладающий одной из высочайших на сегодняшний день эффективностью преобразования энергии, применив комбинацию из слоёв кремния и перовскита.

«Мы взяли продукт, отвечающий за отрасль, которая приносит 30 млрд долл. в год, и сделали его лучше на 30%», — заявил Майкл Макги (Michael McGehee), профессор кафедры химических и биологических технологий CU Boulder и соавтор статьи об этой разработке, опубликованной в журнале Science.

Учёные поместили слой перовскитного солнечного элемента поверх кремниевового аналога, захватывающего менее высокоэнергетичные фотоны из инфракрасной части спектра. Собственная эффективность кремниевого элемента составляла 21%, но добавление перовскита позволило улучшить её примерно на треть -— до 27%.

Концепция многопереходных или тандемных солнечных элементов известна уже около полувека, и мировой рекорд достигнутой с её применением эффективности составляет более 45%. Однако стоимость таких рекордных панелей — 80 тысяч долларов за квадратный метр — делает перспективы их сколько-нибудь широкого применения нереалистичными.

Использование галоидного перовскита позволяет снизить себестоимость слоистой солнечной батареи более чем на два порядка. Уникальный состав перовскитного кристалла — точно выверенное соотношение брома, йода и хлора, обеспечивающее наилучшее сочетание эффективности и стабильности — стал итогом исследований, растянувшихся на всё последнее десятилетие.

Подобные перовскиты легко синтезировать даже в лабораторных условиях. В испытаниях на протяжении 1000 часов или почти 42 дней, новые тандемные элементы показали минимальное изменение первоначальной эффективности.

Профессор Макги считает, что превышение максимальной эффективности кремниевой солнечной батареи не исчерпывает весь потенциал разработанных его группой широкополосных многослойных структур. «Мы считаем, что они могут преодолеть рубеж эффективности в 30% и при этом сохранить стабильность», — говорит он.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI