Международной группе исследователей удалось улучшить эффективность перовскитных солнечных элементов, скомбинировав их с резонансными наночастицами, увеличивающими светопоглощение. Такие наночастицы могут захватывать свет в широком диапазоне длин волн в непосредственной близости от активного слоя солнечной батареи.

Впервые использованные авторами статьи в Advanced Optical Materials кремниевые наночастицы сами не поглощают свет и не взаимодействуют с другими компонентами солнечной батареи, чем обеспечивают её стабильность.

Перовскитные слои в солнечной батарее имеют слишком малую толщину — порядка нескольких сотен нанометров — и это мешает им улавливать падающие фотоны. Предложенный метод позволяет эффективно улучшить поглощательную способность слоя перовскита без увеличения его толщины.

Применявшиеся в этих целях ранее металлические наночастицы улучшают поглощение благодаря возбуждению поверхностных плазмонов, но имеют ряд недостатков. Например, они могут сами поглощать часть энергии, в результате чего нагреваются и повреждают структуру солнечной батареи. Поэтому, участники нового исследования из России, Италии и США предложили использовать наночастицы из кремния, не создающие подобных проблем.

Их применение позволило поднять эффективность солнечных батарей до 18,8% — лучший известный результат для этого конкретного металлорганического галоидного перовскита с наночастицами. Они уже превзошли по действенности плазмонные аналоги, но авторы уверены, что углубленное изучение особенностей взаимодействия света с резонансными наночастицами, применительно к перовскитным солнечным элементам, позволит добиться ещё более впечатляющих результатов.