Китайцы создали солнечный элемент с КПД почти 30%: он сохраняет более 91% эффективности после 2000 часов работы

Китай разработал более стабильные перовскитные солнечные элементы

Ученые Китайской академии наук (CAS) создали тандемный солнечный элемент нового поколения, достигший эффективности преобразования солнечной энергии в 29,71%. При этом исследователям удалось решить одну из главных проблем перовскитных солнечных батарей — значительно повысить их долговечность.

Новая разработка объединяет два типа фотоэлементов. Верхний слой выполнен из перовскита, который эффективно поглощает высокоэнергетическую часть солнечного спектра, а нижний — на основе CIGS (селенида меди, индия и галлия), преобразующего в электричество свет с меньшей энергией, прошедший через верхний слой. Такое сочетание позволяет использовать солнечный свет значительно эффективнее, чем традиционные солнечные панели.

Главным препятствием для массового внедрения перовскитных батарей до сих пор остается их сравнительно низкая стабильность. Со временем в материале появляются микродефекты, которые снижают эффективность преобразования энергии и сокращают срок службы элементов.

Китайские исследователи предложили необычное решение этой проблемы. На этапе формирования кристаллов перовскита они добавили органическое соединение на основе серы — бис(2-пиридилметил)сульфид (2PyS). Эта добавка связывается с ионами свинца, уменьшает количество структурных дефектов, препятствует миграции заряженных частиц и защищает материал от деградации под воздействием солнечного света.

Кроме того, вещество способствует более равномерному росту кристаллов, благодаря чему формируется однородная перовскитная пленка с меньшими потерями энергии.

Испытания подтвердили эффективность нового подхода. Верхний перовскитный фотоэлемент показал КПД 22,21%, а тандемная конструкция в целом достигла 29,71%. Не менее важным оказался и результат проверки на долговечность: после 2000 часов непрерывной работы солнечный элемент сохранил более 91% своей первоначальной эффективности.

Ученые считают, что предложенная технология имеет большие перспективы.. Пока разработка существует лишь в лабораторном виде, однако она демонстрирует, что высокоэффективные и одновременно долговечные солнечные элементы становятся все ближе к промышленному применению.