Прирост эффективности более чем 25%: тонкие пленки улучшают работу солнечных панелей

Международная группа ученых доказала, что перовскитные солнечные элементы можно улучшить, добавив тонкие пленки из оксидов металлов. Они опубликовали статью о своем исследовании в научном журнале Nature.

Благодаря выдающимся электрические, структурные и оптические качества, тонкие пленки оксидов металлов действуют как буферные слои для управления подвижностью носителей заряда и сильно влияют на эффективность преобразования энергии. Неорганические оксидные материалы также снижают стоимость производства панелей и повышают их стабильность благодаря хорошей влагостойкости.

Кстати, недавно компания из Бельгии представила солнечные пленки, работающие на любой поверхности. Она может генерировать 150 Вт/м² электроэнергии при эффективности в 17%.

Исследователи нанесли оксиды на подложку с помощью реактивного испарения электронным пучком, включающего сублимацию чистых металлов при различных давлениях чистого кислорода с последующим термическим отжигом при 200 °C. В итоге равномерные и плотные пленки образовались по всей поверхности. Используя измеренные показатели преломления в вычислительной модели, ученые доказали, что оптимизация конструкции устройства с использованием этих пленок может привести к повышению эффективности преобразования энергии более чем на 25%.

Как отметили авторы, слои оксидов металлов уже использовались в различных конфигурациях перовскитных устройств для переноса заряда, но для достижения высокой эффективности работы солнечных модулей их нужно оптимизировать, в том числе найти оптимальную температуру для отжига. Если новые слои продемонстрируют хорошие электрические свойства, то их смогут использовать в будущих фотоэлектрических устройствах без необходимости в дополнительной тонкой настройке.

Недавно писали, что команда из Шеффилдского университета в партнерстве с британской компанией Power Roll создали дешевую панель без редкоземельных элементов. Они вывели все контакты на заднюю сторону устройства, и это упростило производство.