Перовскітні сонячні елементи з трьома з’єднаннями стають ближчими до ультра-високої ефективності

Майбутнє перовскітних тришарикових сонячних елементів: нові горизонти альтернативної енергетики

Останні дослідження команди з Шанхайського університету Цзiao Тун висвітлили перспективи розвитку перовскітних тришарикових сонячних елементів. В умовах, коли ефективність кремнієвих елементів наближається до свого максимуму в 29,4%, науковці звертають увагу на мультишарові конструкції. Перовскітні тандеми виграють за рахунок налаштовуваних енергійних щілин, економії у виробництві та вражаючої оптоелектронної продуктивності.

Тришарикові сонячні елементи обіцяють зміни в індустрії завдяки можливості досягнення ефективності понад 49%. Порівняно з 14% першого прототипу у 2018 році, сучасні сертифіковані пристрої вже перевищують 27% ефективності з 2024 року. Такий стрімкий прогрес за чотири роки демонструє потенціал цієї технології.

Виклики на шляху

Незважаючи на високі показники, науковці стикаються з певними труднощами. Невідповідність струму між піделементами, дефекти та межі у широкосмугових перовскітах, а також світлова сегрегація у змішаногалогенних поглиначах викликають додаткові питання. Крім того, загальна стабільність при тривалих навантаженнях залишається важливим питанням для подальших досліджень.

Стратегії подолання проблем

Дослідники активно працюють над удосконаленням технологій. Вони розглядають методи точного налаштування енергійних щілин за допомогою галогену та катіонного інжинірингу, враховуючи можливості перовскітів на основі олова. Крім того, застосування прозорих провідних оксидів чи ультратонких металів сприяє кращим з’єднанням у конструкціях пристроїв.

Питання стабільності пристроїв також активно вивчаються з застосуванням нових методів упаковки, поліпшенням кристалічності матеріалів та розробкою додатків. Вивчення довговічності всіх компонентів активізується для забезпечення довготривалої продуктивності.

Погляд у майбутнє

Подальше вдосконалення перовскітних тришарикових сонячних елементів залежатиме від поєднання молекулярного дизайну матеріалів з надійними архітектурами пристроїв. Масштабовані методи виготовлення, сумісні з текстурованим кремнієм та нові системи упаковки можуть забезпечити засади довговічності пристроїв на десятиліття вперед. Ці вдосконалення можуть вивести технологію на рівень комерційного масштабу, забезпечуючи доступну та ефективну енергію для майбутнього.