Які досягнення вчених у сонячній енергетиці?

Австралійські вчені із Сіднейського університету встановили новий світовий стандарт для сонячних технологій на основі перовскіту. Вони розробили найефективніший і найбільший на сьогоднішній день тандемний фотоелемент, що складається з триперехідного перовскіту-перовскіту-кремнію. Дослідники досягли коефіцієнта корисної дії (ККД) перетворення енергії в стаціонарному стані 23,3% на пристрої площею 16 кв. м, що є найвищим ККД для пристрою такої площі. Також було зафіксовано ККД 27,06% на меншій площі, 1 кв. см.

Які інновації були впроваджені?

Потрійні сонячні елементи (TJPSC) складаються з трьох накладених один на одного напівпровідникових шарів з різною шириною забороненої зони, що підвищує ефективність перетворення енергії. Науковці об’єднали два шари перовскіту з кремнієвою основою для максимального спектрального покриття. Замість метиламонію, сполуки, схильної до нестабільності, команда перейшла на рубідій (Rb), що допомогло створити міцнішу кристалічну решітку перовскіту.

Для обробки поверхні нестабільний фторид літію замінили на хлорну сіль, що підвищило стійкість комірки. З’єднання перовскітних переходів здійснювалося за допомогою нанорозмірних частинок золота, які оптимізували електропровідність і світлопропускання.

Які результати тестування нової технології?

Вчені провели тести сонячної панелі, використовуючи сучасну просвічувальну електронну мікроскопію. Виявилося, що золото не утворює суцільні плівки, а існує у вигляді окремих наночастинок, що дозволило точно налаштувати його застосування. Покриття із золотих наночастинок збільшило потік електричного заряду і поглинання світла в сонячному елементі.

У реальних умовах пристрій витримав 200 циклів екстремальних перепадів температур від -40 до 85 градусів Цельсія, зберігши 95% своєї ефективності після понад 400 годин безперервного впливу світла. Таким чином, перовскіт показав, що здатний перевершити можливості кремнію за ефективністю.