Международной команде ученых удалось решить проблему, которая снижала эффективность прозрачных электродов, и создать инновационные тандемные солнечные элементы, сочетающие преимущества двух различных, но дополняющих друг друга технологий. Найденное ими решение открывает путь к производству пропускающих свет фотоэлементов, которые можно будет устанавливать на окна домов.

Кремниевые фотоэлементы десятилетиями считались основой солнечных технологий, но в последние годы все чаще слышны разговоры о перовскитовых элементах, которые можно объединить с традиционными кремниевыми, чтобы снизить себестоимость и увеличить КПД.

Тандемные солнечные элементы стали главной темой исследования и для группы ученых из США и Китая, пишет New Atlas. В прошлом они уже продемонстрировали, как сверхтонкую золотую пленку можно использовать в качестве электродов для этих устройств, но не смогли получить равномерный слой, что отразилось на проводимости.

В новой работе команда нашла решение проблемы, использовав в качестве затравочного слоя для формирования золотой пленки хром.

«Обычно, если выращивать тонкий слой чего-то вроде золота, наночастицы кучкуются и получается нечто вроде островков, — пояснил Дон Ян из Университета штата Пенсильвания. — У хрома большая поверхностная энергия, которая хорошо подходит для выращивания поверх него золота, и действительно позволяет формировать тонкую золотую пленку большого размера».

Во время испытаний сверхтонкие электроды доказали стабильность в сочетании с перовскитовыми элементами, и продемонстрировали высокую производительность. КПД фотоэлемента составил 19,8%, что, по словам ученых, стало рекордом для полупрозрачных элементов. Объединив их в тандем с кремнием, исследователи повысили КПД до 28,3%.

Прирост эффективности на 5% — существенный прогресс. Это значит, что на каждый квадратный метр солнечных панелей будет вырабатываться около 50 дополнительных ватт энергии.