Molecular contacts підвищують ефективність тандемних сонячних елементів до 31.4 відсотків

Інноваційні досягнення в перовскітно-кремнієвих тандемних сонячних елементах

У світі альтернативної енергетики встановлено новий рекорд. Дослідники з Мюнхена разом із міжнародними партнерами завершили захопливе досягнення — підвищили ефективність перовскітно-кремнієвих тандемних сонячних елементів до 31,4%. Такий видатний результат досягнутий завдяки налаштуванню молекулярних контактів на межі між шарами поглиначів і збору зарядів.

Це дослідження включало вчених з Людвіг-Максиміліанського університету Мюнхена, Південного університету науки і технологій у Шенчжені, Міського університету Гонконгу та Університету короля Абдалли науки і технологій в Саудівській Аравії. Результати були опубліковані в журналі Joule та свідчать про значний прорив у галузі сонячних технологій.

Переваги тандемної архітектури

Перовскітно-кремнієві тандемні елементи значно відрізняються від традиційних, оскільки вони розподіляють сонячний спектр між двома поглиначами. Верхній шар перовскіта вловлює високоенергетичне синє світло, тоді як кремнієвий елемент знизу перетворює червоні хвилі. Це дозволяє перетворювати більшу частку сонячного світла в електрику, ніж це можливо за допомогою одножанрових кремнієвих елементів.

Роль самоорганізованих молекулярних шарів (SAM)

Суттєва складова вдосконаленої архітектури — це самоорганізований молекулярний шар (SAM), який забезпечує транспортування зарядів. Проте, стандартні молекули SAM на текстурованих кремнієвих поверхнях розташовуються нерівномірно, що знижує ефективність. Для вирішення цього, дослідники створили нову молекулу для шорстких поверхонь, яка забезпечує рівномірне покриття та стабільний електронний контакт.

Цей розроблений молекулярний шар також покращує з’єднання між перовскітовими та кремнієвими піделементами. У процесі аналізу було виявлено, що бромвмісні домішки допомагають ефективно пасивувати дефекти, підвищуючи ефективність тандемних елементів.

Оптимізація для нових висот

Дослідники поєднали броміновані та небромовані молекули для досягнення пасивації дефектів без втрати стабільності. Такий підхід дозволив утворити щільніший молекулярний шар, покращивши транспортування зарядів і стабільність пристрою. Цей оптимізований SAM дозволив досягти сертифікованої ефективності 31,4%, що робить ці тандемні пристрої одними з найкращих у галузі.

Сьогодення вимагає інноваційних рішень, і цей революційний прорив у перовскіт