Сверхмощная солнечная батарея побила физический рекорд, показав эффективность 30,9%

Ученые из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) добились значительного прорыва, создав двухслойный фотоэлектрический элемент с эффективностью преобразования 30,9%. Подробности рассказало издание

Традиционные фотоэлементы преобразуют лишь часть получаемой световой энергии в электричество. Максимальный теоретический КПД этих панелей составляет 31%, а наиболее эффективными коммерчески доступными являются монокристаллические панели с КПД 24%. Это ограничение связано с неспособностью устройств преобразовывать фотоны высокой энергии, что ограничивает их общую эффективность. Чтобы устранить это ограничение, ученые из EPFL создали "тандемные" фотоэлектрические элементы, состоящие из двух разных слоев, которые значительно улучшают характеристики преобразования энергии.

Верхний слой был изготовлен из перовскита — материала, который обеспечивает эффективное поглощение фотонов высокой энергии из светового спектра. С другой стороны, нижний слой изготовлен из кремния и выполняет функцию преобразования красного и инфракрасного света. Перовскит в верхнем слое обработан 2,3,4,5,6-пентафторбензилфосфоновой кислотой (pFBPA), повышающей эффективность ячейки и решает проблемы, связанные со свинцом. Эта обработка в сочетании с подложкой, покрытой наночастицами SiO2, снижает образование пор и оптимизирует преобразующую способность ячейки. Кроме того, верхний слой включает подложку, состоящую из оксида индия и олова, наночастиц диоксида кремния, перовскита, бакминстерфуллерена, фосфоновой кислоты, серебра и оксида цинка и индия.

Каждый из этих материалов был тщательно отобран и скомбинирован для максимизации эффективности поглощения и преобразования солнечной энергии. В конечном итоге эта солнечная панель побила рекорд, зарегистрировав эффективность 30,9%, обещая снижение затрат и демонстрируя более эффективную и доступную возобновляемую энергию.