Профессор Политехнического университета Гонконга (PolyU), Чарльз Чи Сурья (Charles Chee Surya), разработал тандемные солнечные батареи из кремния и перовскита, обеспечивающие эффективность преобразования света в электричество 25,5%.

Когда перовскитные солнечные элементы появились впервые в 2009 г., их эффективность составляла всего 3,8%. С тех пор этот перспективный материал стал объектом активных исследований, и применение различных техник позволило многократно повысить его КПД.

Уже давно известно, что улучшить работу солнечной батареи можно, комбинируя материалы, поглощающие солнечное излучение на разных длинах волн. Такую взаимодополняющую пару составляют солнечные элементы на основе кремния и наиболее популярного перовскита CH₃NH₃PbX₃ (X это атом галогена — йода, брома или хлора). Верхний, перовскитный слой улавливает фотоны с короткими длинами волн, а находящийся ниже слой кремния поглощает более длинноволновую часть солнечного спектра.

Для уменьшения негативного воздействия дефектов перовскита, инженеры PolyU разработали процесс низкотемпературного отжига этого материала в сухом кислороде. Кроме того, они изготовили покрытие из двух слоёв триоксида молибдена, разделённых прослойкой золота. Толщина каждого слоя оптимизирована так, чтобы сделать его максимально прозрачным для света, проходящего к нижнему слою кремния.

И, наконец, захватывать больше света позволило использование в качестве верхнего покрытия тандемной батареи особой рассеивающей плёнки, в которой исследователи постарались воспроизвести строение поверхности лепестков роз.

Эти три инновации и позволили команде профессора Сурья установить новый рекорд эффективности преобразования, позволяющий снизить себестоимость солнечной энергии на 30%. Авторы продолжают работать над повышением к.п.д. перовскит-кремниевых панелей и созданием технологий их производства в промышленных масштабах.