Молекулярні контакти підвищують ефективність тандемних сонячних елементів до 31.4 відсотка
Новаторські досягнення в ефективності перовскіт-силіконових тандемних сонячних батарей
У світі альтернативної енергетики з’явилася важлива новина! Дослідники з Мюнхена у співпраці з міжнародними науковими партнерами досягли значного покращення у сфері сонячної енергетики. Завдяки налаштуванню молекулярних контактів на межі між поглиначем і шарами збору зарядів, ефективність перовскіт-силіконових тандемних сонячних батарей сягнула вражаючого показника у 31,4%. Команда повідомила про свої результати у згадці у журналі Joule, наголосивши, що вся розробка проходила саме в Мюнхенському регіоні з використанням кристалічних силіконових нижніх клітин, які повністю відповідають промисловим стандартам.
Цей прорив став можливим завдяки зусиллям науковців із Людвіг-Максиміліанського університету Мюнхена (LMU), Південного університету науки і технологій (SUSTech) у Шеньчжені, Міського університету Гонконгу та Університету короля Абдалли науки і технології (KAUST) у Саудівській Аравії. Перовскіт-силіконові тандемні клітини працюють за принципом розподілу сонячного спектра між двома поглиначами: перовскітна верхня клітина ефективно захоплює високоенергійне синє світло, тоді як силіконова клітина перетворює червону частину спектра. Використання таких матеріалів із різними енергетичними характеристиками дозволяє цим тандемним структурам перетворювати більше інцидентного сонячного світла на електрику, ніж традиційні одноядерні клітини.
Інновації в хімії інтерфейсу
Аналізуючи хімію інтерфейсу, вчені виявили, що комерційно доступний попередник самозібраної моношарної структури (SAM) містив сліди броморганічних домішок, які несподівано виявилися корисними. Ці домішки пасивували дефекти на межі і підвищували ефективність роботи тандемних клітин. Оптимізований дизайн SAM дозволяє щільніше пакування молекул на текстурованій поверхні, покращуючи пасивацію електронних дефектів на межі перовскіт-силікон. Це, у свою чергу, підвищує ефективність збору зарядів, стабільність пристрою та забезпечує високі експлуатаційні результати.
Майбутні перспективи
Завдяки оптимізованим технологіям SAM, тандемні пристрої досягли сертифікованої ефективності у 31,4%, що ставить команду, центром якої є LMU, серед провідних лабораторій світу у сфері підвищення ефективності перовскіт-силіконових тандемів. Наступним кроком буде проведення прискорених випробувань старіння, що дозволять оцінити поведінку цих тандемних клітин у умовах, які імітують тривалі зовнішні експлуатації. Це дозволить підтвердити їхню довговічність та стабільність, адже важливо не лише досягти високих показників, а й підтримувати їх у тривалій перспективі.
