Підвищення ефективності сонячних елементів для досягнення незалежності від джерел енергії з викопного палива є основним напрямком досліджень сонячних елементів. Команда під керівництвом фізика доктора Фелікса Ланга з Потсдамського університету разом із професором Леєм Менгом та професором Юнфаном Лі з Китайської академії наук у Пекіні успішно інтегрувала перовскіт з органічними поглиначами для розробки тандемного сонячного елемента, який досягає рекордних рівнів ефективності, як повідомляється в науковому журналі Nature.
Цей підхід передбачає поєднання двох матеріалів, які вибірково поглинають короткі та довгі хвилі, зокрема, синю/зелену та червону/інфрачервону області спектра, тим самим оптимізуючи використання сонячного світла. Традиційно найефективніші компоненти, що поглинають червоне/інфрачервоне випромінювання в сонячних елементах, виготовлялися з традиційних матеріалів, таких як кремній або CIGS (селенід міді-індію-галію). Однак ці матеріали зазвичай потребують високих температур обробки, що призводить до значного вуглецевого сліду.
У своїй нещодавній публікації в журналі Nature Ланг та його колеги об'єднали дві перспективні технології сонячних елементів: перовскітні та органічні сонячні елементи, які можна обробляти за нижчих температур і мають знижений вплив на викиди вуглецю. Досягнення вражаючої ефективності 25,7% за допомогою цієї нової комбінації було складним завданням, як зазначив Фелікс Ланг, який пояснив: «Цей прорив став можливим лише завдяки поєднанню двох значних досягнень». Першим проривом став синтез нового органічного сонячного елемента, що поглинає червоне/інфрачервоне випромінювання, Менгом та Лі, який розширює свою здатність до поглинання далі в інфрачервоний діапазон. Ланг далі уточнив: «Однак тандемні сонячні елементи зіткнулися з обмеженнями через шар перовскіту, який зазнає значних втрат ефективності, коли призначений для поглинання переважно синього та зеленого сегментів сонячного спектру. Щоб подолати це, ми впровадили новий пасиваційний шар на перовскіті, який зменшує дефекти матеріалу та покращує загальну продуктивність елемента».
Час публікації: 12 грудня 2024 р.