Кремний считается самым подходящим материалом для производства солнечных элементов, но постепенно разработчики приближаются к пределу его возможностей. Хорошим партнером для кремния может стать перовскит. Это доказали немецкие инженеры, добившиеся нового рекорда производительности для этого типа тандемных фотоэлементов.

С момента появления на рынке солнечных элементов перовскит поразительно быстро бил рекорды производительности — особенно в паре с кремнием. Всего пять лет назад максимальная эффективность тандемных солнечных элементов была 13,7%, два года назад она достигла 25,2%, а в 2020 — 27,7%.

Теперь команда ученых из Берлинского центра материалов и энергии им. Гельмгольца добилась еще более впечатляющих 29,15% производительности, почти вплотную подойдя к важной для коммерческого применения отметке в 30%, за которой уже маячит теоретический лимит в 35%, пишет New Atlas.

Для сравнения — КПД чисто кремниевых или перовскитовых фотоэлементов обычно держится в районе 20%. Сдвоенная конструкция оказалась настолько эффективной потому, что эти материалы абсорбируют разные длины волн света — кремний в основном красную и инфракрасную часть спектра, а перовскит — зеленый и синий свет.

В качестве основы для нового фотоэлемента инженеры взяли перовскитовое соединение с энергетической щелью 1,68 эВ. Затем они разработали новую подложку из карбазола с заменой метиловой группы, которая улучшает движение электронов через электрод.

В нынешней форме солнечный элемент получился площадью 1 см², но исследователи убеждены, что увеличить размер до более практичного не составит большого труда.