Учёные подняли КПД тандемных солнечных элементов с перовскитом до рекордного уровня — 33,2 %

Четыре месяца назад учёные из Германии установили очередной рекорд по эффективности тандемных солнечных элементов с перовскитом, создав ячейку с КПД 32,5 %. Сегодня их обошли учёные из Саудовской Аравии. Группа инженеров из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) изготовила перовскитно-кремниевый солнечный элемент с эффективностью 33,2 %, что подтвердили в ESTI и внесли в реестр рекордов NREL.

Сегодня рынок заполняют обычные солнечные ячейки из кристаллического кремния с КПД 20–22 %. Очевидно, что для достижения глобальных целей в возобновляемой энергетике этого недостаточно. Эффективность солнечных элементов должна быть выше, чтобы электрическая энергия, добываемая с помощью Солнца, оказалась хотя бы отдалённо сравнима по стоимости с «ископаемой» энергетикой. Такие элементы могут быть созданы из пары кремний-перовскит, когда каждый элемент эффективно поглощает волны своей длины. Ожидается, что рынок подобных тандемных элементов достигнет к 2032 году стоимости около $10 млрд.

Созданный исследователями KAUST тандемный солнечный элемент сочетает в себе верхние элементы из перовскита на промышленно совместимых нижних элементах из кремния с двухсторонней текстурой. Верхний слой перовскита лучше всего поглощает синий свет, в то время как кремниевая основа лучше всего поглощает красный свет. Более того, авторы разработки утверждают, что они не только создали самый эффективный тандемный кремний-перовскитный элемент, но также превзошли солнечные элементы с двумя p-n переходами, в которых не используется концентрированный солнечный свет.

На новом этапе команда разработчиков будет изучать возможность масштабировать производство тандемных ячеек до площадей свыше 240 см², а также намерена создать и сертифицировать тандемные ячейки, которые прошли бы критические промышленные испытания стабильности. Перовскит, как известно, не отличается стабильностью в полевых условиях и для массового использования необходимы технологии его защиты от влаги и, в целом, от атмосферного воздействия.