Молекулярні контакти підвищують ефективність тандемних сонячних елементів до 31.4 відсотка

Підвищення ефективності перовскітно-кремнієвих тандемних сонячних елементів до 31,4%

Дослідники зі Мюнхена разом із міжнародними партнерами досягли значного прориву у світі альтернативної енергетики. Цього разу їхні зусилля були сконцентровані на перовскітно-кремнієвих тандемних сонячних елементах. Завдяки майстерному налаштуванню молекулярних контактів, команда змогла збільшити ефективність цих панелей до 31,4%. Такий результат здобув визнання в журналі Joule, ставши справжнім кроком уперед у галузі сонячної енергетики.

Унікальна конструкція тандемних елементів

Перовскітно-кремнієві тандемні елементи змінюють правила гри у справі збору сонячної енергії. Вони здатні розділяти сонячний спектр на дві частини, де верхня перовскітна камера захоплює високоенергетичне блакитне світло, а нижня кремнієва камера—червоне світло. Така система дозволяє перетворювати більше електрики в порівнянні з традиційними кремнієвими елементами, що відкриває нові можливості для максимально ефективного використання сонячної енергії.

Новий погляд на транспортування зарядів

Ключовий фактор у цій інноваційній системі — це самозібрана монолейка (SAM), котра формує надтонкі молекулярні контакти розміром лише в кілька нанометрів. SAM сприяє оптимальному переносу зарядів від перовскіта до кремнієвих елементів та мінімізує втрати енергії. Традиційні SAM можуть не надати ідеального покриття на текстурованих поверхнях кремнію, що зменшує ефективність. Але дослідники розробили особливу молекулу, котра забезпечує рівномірне покриття, забезпечуючи стійкий електронний контакт.

Потенціал для комерційного виробництва та космічних досліджень

Завдяки використанню вдосконаленої SAM, вдалося досягти сертифікованої ефективності у 31,4%. Це ставить дослідницьку групу з Мюнхена серед лідерів у цій новітній технології. Значним досягненням є те, що цей прорив був здійснений на комерційно вимогливих кремнієвих елементах, що відкриває двері до можливості впровадження у масове виробництво.

Але це лише початок. Команда планує піддавати ці елементи прискореним тестам на старіння, для вивчення їх надійної роботи при суворих умовах. Водночас розглядається можливість адаптації технології для космічного застосування, зокрема для супутників на низькій земній орбіті, де малі вага, стійкість та високий енергетичний вихід мають критично важливе значення. Це може стати новою ерою в дослідженнях космосу та енергозабезпеченні майбутнього.