Ученые Национальной лаборатории Лоуренса Беркли открыли теоретический способ значительного повышения эффективности перовскитовых солнечных элементов, зависящий от колебаний рельефа кристаллической структуры этого минерала. Технология, описанная в журнале Nature Energy, позволит поднять производительность перовскитов до 31%.

При помощи фотопроводящего атомно-силового микроскопа ученые обнаружили два свойства активного слоя солнечного элемента — неровную поверхность зерен длиной примерно 200 нанометров, каждая из которых состоит из граней, как драгоценный камень. И между отдельными гранями оказалась огромная разница в эффективности конверсии энергии.

Стороны с низкой конверсией соседствуют со сторонами с высокой, некоторые из которых способны превращать энергию солнечного света в электричество с эффективностью, близкой к теоретическому максимуму в 31%.

«Если можно будет синтезировать таким образом, что образуются только самые эффективные грани, тогда мы смогли бы совершить большой шаг к эффективности перовскитовых солнечных элементов и приблизиться к лимиту в 31%», — сказала участник проекта Сибель Леблебиси.

Грани ведут себя как миллиарды крошечных солнечных ячеек, связанных между собой. Некоторые из них действуют хуже, чем остальные, и снижают общую производительность материала. Но если бы было возможно искусственным образом устранить этот недостаток, все грани выдавали бы одинаково хороший результат.

Теоретическая модель показала, что эти грани должны также воздействовать на распространение света, если использовать их как светодиоды, пишет EurekAlert.