Ученые Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) и Национальной Лаборатории Лоуренса Беркли разработали новую конструкцию перовскитной солнечной батареи, которая по эффективности преобразования энергии превосходит поликристаллические кремниевые устройства, используемые сегодня для обеспечения электроэнергией домов и электроники.

«Её эффективность выше чем любой другой перовскитной батареи — 21,7% — и это феноменальная цифра, учитывая, что мы только приступаем к её оптимизации», — подчеркнул Алекс Зеттл (Alex Zettl), профессор физики в UC Berkeley.

Даже чрезвычайно дорогие солнечные панели из высокочистого кремния, дают к.п.д. не больше 25%, а пиковая эффективность нового перовскитного прототипа достигает 26%.

Рекордный результат получен благодаря тандемной структуре, сочетающей два разных перовскитных материала: один содержит олово и йод, другой — свинец и йод, легированный бромом. Первый поглощает инфракрасные фотоны с энергией 1 эВ, а второй — видимый свет желтого оттенка (2 эВ).

Работать вместе без взаимной деградации электронных характеристик этим материалам позволяет 2D-прослойка из гексагонального нитрида бора, а весь этот сэндвич размещается на подложке из графенового аэрогеля, который обеспечивает защиту от влаги и стабилизирует транспорт зарядов.

Композицию завершают, снизу — золотой электрод и сверху — слой нитрида галлия, собирающий электроны, генерируемые солнечным элементом. Активный слой такой тонкоплёночной солнечной панели имеет толщину около 400 нм.

В статье, опубликованной онлайн журналом Nature Materials, учёные указывают, что возможно усовершенствовать их конструкцию, добавляя новые слои перовскитов, однако это вряд-ли необходимо, учитывая уже полученный широкий спектральный охват.

«С этим новым материалом мы готовы к массовому производству из рулона в рулон; это почти как покраска пульверизатором», — заявил Зеттл.