Учёные из Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) и Берлинского университета имени Гумбольдта установили новый сертифицированный рекорд эффективности тандемного солнечного элемента. Устройство площадью 1,081 см² преобразует 25,5% солнечного света в электричество, превзойдя собственный предыдущий рекорд в 24,6%, установленный год назад.
Фото: Interesting Engineering
Преодоление порога в 1 см² – значимое достижение. Престижные таблицы Solar Cell Efficiency Tables (так называемые «Зелёные таблицы») не включают технологию, пока та не подтвердит свои характеристики на площади более 1 см². Таким образом, берлинская команда перешла из разряда лабораторных экспериментов в реестр масштабируемых фотоэлектрических решений.
Вместо использования одного материала исследователи сложили два тонкоплёночных слоя. Нижний слой выполнен из CIGS (медь, индий, галлий, селен), а верхний – из перовскита, высокоадаптируемой кристаллической структуры. Каждый материал настроен на улавливание определённой части спектра: перовскит эффективно поглощает высокоэнергетический синий свет, а CIGS – красный и инфракрасный.
Доктор Гильермо Фариас Басульто настроил CIGS-основу с различной шириной запрещённой зоны (1,05 эВ и 1,1 эВ) для более эффективного захвата света. Химик Вуай Чжан систематически подбирал атомарные покрытия и регулировал скорость осаждения «бакиболов» (фуллеренов) на пассивирующий слой толщиной в 1 нанометр, чтобы избежать утечек тока.
Совместно с Берлинским университетом прикладных наук (HTW) исследователи успешно масштабировали ту же структуру в мини-модуль площадью 2,25 см², сохранив КПД на уровне 19,7%. По словам Фариаса-Басульто, внутренние испытания модифицированных архитектур уже показали эффективность до 27,5%, а физические характеристики текущей конструкции позволяют рассчитывать на достижение барьера в 30%.
Тонкоплёночные материалы CIGS и перовскит отличаются лёгкостью и гибкостью, что позволяет наносить тандемные элементы на изогнутые поверхности, интегрировать их в окна зданий или крыши автомобилей – там, где стандартные жёсткие панели неэффективны.
Источник: Interesting Engineering
Оцените новость
0
0
0
0
0
0
0
