Нові перовскітні сонячні панелі зберігають ефективність майже 80% навіть після 550 год

Університет науки і технологій Хуачжун (Китай) досяг рекордної ефективності перетворення енергії 28,49% для повністю перовскітного тандемного сонячного елемента. Про це пише interestingengineering.com.

Дослідники розробили метод реконструкції поверхні для зменшення дефектів у верхньому осередку перовскіту з широкою забороненою зоною олова-свинцю (Pb-Sn). Дефекти в перовскітних матеріалах можуть призвести до безвипромінювальних втрат енергії, що знижує загальну ефективність сонячної батареї. Використовуючи 1,4-бутандіамін (BDA) і дііодид етилендіамонію (EDAI2) як модифікатори поверхні, вони змогли створити високоякісні змішані плівки перовскіту Sn-Pb зі зменшеною кількістю дефектів. Це призвело до поліпшення перенесення носіїв заряду і зниження втрат енергії на межі перовскіту та електронного транспортного шару.

Дослідники сконструювали сонячний елемент площею 0,0871 см2. Він включає оброблений перовскіт Sn-Pb як шар, що поглинає світло. Крім того, він має електронний транспортний шар з бакмінстерфуллерена (C60), дірковий транспортний шар з PEDOT-PSS і золотий металевий контакт для завершення елемента.

Оптимізований пристрій досяг ефективності перетворення енергії 28,80% з вражаючою напругою холостого ходу 2,13 В, щільністю струму короткого замикання 16,06 мА см-2 і коефіцієнтом заповнення 84,19%. Ці результати підкреслюють ефективність стратегії реконструкції поверхні в підвищенні загальної продуктивності сонячного елемента.

Щоб ще більше продемонструвати застосовність свого підходу, дослідники розширили процес виготовлення до пристроїв на рівні модуля.

"Ми також перевірили ефективність реконструкції поверхні в пристроях на рівні модулів і отримали рекордний PCE 23,39% за площі апертури 11,3 см2", — зазначили вчені.

Інкапсульовані тандемні комірки показали чудову стабільність. Вони зберегли 79,7% своєї первісної ефективності після 550 год безперервної роботи. Ця стабільність вкрай важлива для комерціалізації перовскітних сонячних осередків.

Раніше ми писали, що США обійшли Китай і переходять на 100% чисту електроенергію до 2035 року. КНР наростила генерацію чистої енергії у 2023 році — 60% від загального обсягу у світі. Однак США вириваються в лідери у сфері поновлюваних джерел.