Ученые из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца совместили на одной пластине кремний и металлогалогенные соединения перовскитов, значительно уменьшив отражение света.
Подобные материалы давно считают перспективными для солнечных батарей. Ключевая проблема в том, что такие солнечные элементы при работе отражали большую часть солнечного излучения, которое потенциально могло стать источником электричества, пишет Science Daily.
В уменьшении количества отраженного света специалисты видели потенциал для повышения КПД. Физик Стив Альбрехт рассказывает, что наноструктуры на подложке из кремния уменьшают отражение. Однако они же делают ее недостаточно гладкой для нансения тонкого перовскитного слоя.
В центре имени Гельмгольца искали способ сохранить эффект от наноструктур, сохранив возможность использовать перовскиты.
Для этого пришлось придумать новую конфигурацию тандема из кремния и перовскитов. Команда решила наносить наноструктуры с обратной стороны фотоэлемента. А с внешней стороны, где поверхность осталась гладкой, нанесли слой перовскита.
Такая ячейка показал рекордный КПД — 25,5%. А протестировав математическую модель, исследователи заявили, что в теории коэффициент полезного действия можно довести и до 32,5%.
Это более чем вдвое превышает среднюю эффективность коммерческих солнечных панелей — примерно 15%.
Возможности перовскитов для повышения эффективности солнечных панелей исследует множество команд по всему миру. Например, недавно международная группа ученых обнаружила, что перовскиты при определенных условиях генерируют несколько электронов с помощью одного фотона. Открытие такого свойства позволит достичь предела КПД, считают они.
Journal information