Приріст ефективності на понад 25%: тонкі плівки покращують роботу сонячних панелей

Міжнародна група вчених довела, що перовскітні сонячні елементи можна поліпшити, додавши тонкі плівки з оксидів металів. Вони опублікували статтю про своє дослідження в науковому журналі Nature.

Завдяки видатним електричним, структурним та оптичним якостям, тонкі плівки оксидів металів діють як буферні шари для управління рухливістю носіїв заряду і сильно впливають на ефективність перетворення енергії. Неорганічні оксидні матеріали також знижують вартість виробництва панелей і підвищують їхню стабільність завдяки хорошій вологостійкості.

До речі, нещодавно компанія з Бельгії представила сонячні плівки, що працюють на будь-якій поверхні. Вона може генерувати 150 Вт/м² електроенергії за ефективності в 17%.

Дослідники нанесли оксиди на підкладку за допомогою реактивного випаровування електронним пучком, що передбачає сублімацію чистих металів за різних тисків чистого кисню з подальшим термічним відпалом за 200 °C. У підсумку рівномірні та щільні плівки утворилися по всій поверхні. Використовуючи виміряні показники заломлення в обчислювальній моделі, вчені довели, що оптимізація конструкції пристрою з використанням цих плівок може призвести до підвищення ефективності перетворення енергії більш ніж на 25%.

Як зазначили автори, шари оксидів металів уже використовували в різних конфігураціях перовскітних пристроїв для перенесення заряду, але для досягнення високої ефективності роботи сонячних модулів їх потрібно оптимізувати, зокрема знайти оптимальну температуру для відпалу. Якщо нові шари продемонструють хороші електричні властивості, то їх зможуть використовувати в майбутніх фотоелектричних пристроях без необхідності в додатковому тонкому налаштуванні.

Нещодавно писали, що команда з Шеффілдського університету в партнерстві з британською компанією Power Roll створили дешеву панель без рідкоземельних елементів. Вони вивели всі контакти на задній бік пристрою, і це спростило виробництво.