Учёные из Стэнфорда установили, что нанесение тонкой полупрозрачной плёнки из кристаллического минерала перовскит может серьёзно увеличить эффективность энергоотдачи солнечных батарей, при этом не увеличивая сильно их стоимость.
Соавтор исследования, Майкл Макги, рассказывает: «Давно ведутся работы по получению более эффективных и менее дорогих солнечных панелей. Сейчас на рынке доминируют кремниевые солнечные панели, однако их эффективность застряла на отметке 25% и не менялась последние 15 лет [имеются в виду промышленные образцы, доступные покупателям – прим.перев.] Создание недорогих тандемов на базе таких панелей – желанная цель. Вы просто размещаете один фотоэлемент поверх другого, а в результате эффективность получается больше, чем у каждого из них по отдельности. С коммерческой точки зрения в качестве подложки логично использовать кремниевые фотоэлементы. А кандидата на верхнюю часть не было, пока не появился материал перовскит»
Колин Бэйли, один из авторов исследования, говорит: «Наша цель – донести идею до уже существующих кремниевых производств по всему миру. Для использования тандемных фотоэлементов не требуются миллиардные вложения в новые технологии. Достаточно сделать кремниевый модуль и нанести сверху слой перовскита, что не потребует особых затрат»
Инновация, которой удалось добиться учёным, заключается в технологии производства полупрозрачного перовскита. Этот слой поглощает только высокоэнергетические фотоны из видимого спектра, пропуская остальные, тогда как кремниевая подложка работает в основном за счёт низкоэнергетических фотонов и инфракрасного спектра.
Нанеся этим способом перовскит, обладающий эффективностью преобразования в 12.7% на слой недорогой кремниевой панели с эффективностью 11.4%, они получили панель эффективностью 17%. В планах учёных – добиться получения тандемной панели с эффективностью 25%, равной текущим топовым панелям, но с гораздо меньшей стоимостью производства. А в перспективе, лет через 10, добиться эффективности панелей в 30%.
Перовскит – редкий минерал, обнаруженный в уральских горах немецким геологом Густавом Розе и названный им в честь русского государственного деятеля графа Л. А. Перовского, который был коллекционером минералов. Кристаллический минерал прост и недорог при изготовлении в лаборатории. В 2009 году были получены первые образцы перовскитов, которые обладали фотоэлектрическим эффектом, а в данный момент из этих кристаллов получают фотоэлементы с эффективностью до 20%.
Автор: SLY_G
