Европейские учёные разработали конструкцию солнечных панелей с монолитным слоем из перовскита и кремния. Эффективность преобразования света в электричество превысила 29%, при этом стоимость производства осталась прежней.
Исследовательский доклад, включающий результаты эксперимента. опубликована в журнале ScienceСоздателями этого труда являются учёные из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца. Helmholtz-Zentrum BerlinВ работе участвовали специалисты из Потсдамского университета, Шеффилдского университета, Каунасского технологического университета и Люблянского университета.
Теоретическая часть исследования посвящена возможностям повышения эффективности существующих технологий производства солнечных панелей. Ученые давно обращают внимание на материалы с перовскитовой структурой как альтернативу кремнию. Фотоэлектрические преобразователи этого типа могут быть токсичными при разрушении (на основе свинца) или недостаточно эффективными (на основе олова), но всё равно потенциально дешевле кремниевых солнечных батарей.
Многие способы радикально повысить эффективность фотоэлектрических преобразователей на основе перовскитов высказаны, но большинство из них пока не покинули лабораторные условия. Также предлагается объединить кремний и перовскиты в тандемный монолитный слой для получения материала с высокой эффективностью преобразования света в электричество.
Авторы научной работы подобрали химические соединения для батареи и проверили теоретические выкладки на экспериментальном образце. Фотопреобразователь выдавал стабильное напряжение в 1,92 вольта и продемонстрировал эффективность 29,15%. Активный слой сохранил характеристики на 95% во время испытаний длительностью 300 часов без защитного покрытия.
В будущих исследованиях ученые намерены решить несколько задач практического и теоретического характера. В ходе работы над статьей команда получила идеи по повышению эффективности фотопреобразователя. Также необходимо отладить технологический процесс производства и проверить его масштабируемость. Эксперименты показывают, что тандемные с перовскитом солнечные батареи при сравнимой стоимости будут эффективнее и столь же долговечны, как кремниевые.