Молекулярні контакти підвищують ефективність тандемних сонячних елементів до 31,4 відсотка
Новий прорив у тандемних сонячних елементах: Ефективність досягла 31,4%
У світі альтернативної енергетики відбулася значуща подія – дослідники з Мюнхена, разом із партнерами з різних країн, змогли досягти значного покращення у виробництві тандемних сонячних елементів на основі перовскіту та силікону. Завдяки прецизійним налаштуванням молекулярних контактів, ефективність цих елементів була підвищена до 31,4%.
Спільна робота з міжнародними партнерами
Цей вражаючий результат було досягнуто завдяки злагодженій співпраці дослідників з Університету Людвига-Максиміліана в Мюнхені, Південного університету науки та технологій у Шеньжені, Міського університету Гонконгу та Університету науки і технологій короля Абдалли в Саудівській Аравії. Їх спільна праця зосередилася на вдосконаленні інтерфейсів, що значно покращують процес збирання заряду. Тандемні елементи розподіляють спектр сонячного світла між двома шарами: перовскітний елемент захоплює синє світло, а силіконовий – червоне, що збільшує загальну продуктивність.
Інноваційні підходи для підвищення ефективності
Центральним елементом у розробці є «самозбірна монолayer», або SAM, яка утворює ультратонкий молекулярний контакт. Цей прошарок сприяє ефективному транспорту зарядів між перовскітом й нижніми шарами. Однак, з текстурованими силіконовими поверхнями виникали проблеми: молекули SAM розташовувалися нерівномірно, що знижувало ефективність. Щоб обійти це, було створено нову молекулярну структуру для текстурованих поверхонь, що забезпечує рівномірне покриття та стабільний контакт із перовскітним і силіконовим елементами.
Хімічне налаштування та несподівані відкриття
Під час досліджень команда виявила, що використання комерційно доступного прекурсора SAM з бромованими домішками позитивно впливає на ефективність. Ці зв’язки пасивують дефекти та підвищують енергетичний вихід сонячних елементів. “Той факт, що така маленька хімічна зміна може мати такий великий ефект, здивував навіть нас”, – пояснює керівник проекту Аюн. Подальші дослідження змогли підвищити стабільність пристрою, поєднуючи бромовані та не бромовані молекули, щоб максимізувати перевірку дефектів.
Цей розвиток у галузі тандемних сонячних елементів забезпечує нову перспективу на шляху до ще більш ефективного перетворення сонячного світла в електроенергію. Вдосконалення молекулярних контактів збільшує щільність упаковки молекул, кращу пасивацію дефектів і загалом підвищує надійність та інтеграцію технологій відновлюв
