Група дослідників із Китайської академії наук розробила тандемний сонячний елемент із ефективністю перетворення сонячної енергії 29,71%, що перевищує попередній рекорд у 29,2%.
Нова конструкція складається з двох шарів: верхній — перовскітовий, який поглинає світло з високою енергією, та нижній — CIGS (міді, індію, галію і селену), що уловлює довші хвилі, які проходять крізь верхній шар. Такий підхід дозволяє використовувати ширший спектр сонячного випромінювання і підвищує загальну продуктивність у порівнянні з одношаровими панелями.
Однією з головних проблем перовскітових матеріалів є втрата стабільності через мікроскопічні дефекти, які утворюються під час виробництва і погіршують роботу елемента під впливом сонячного світла та високої температури. Щоб вирішити цю проблему, вчені додали органічне сполучення бис(2-піридилметил)сульфід (2PyS), яке контролює формування кристалів перовскіту з початку процесу.
За словами авторів, 2PyS взаємодіє з іонами свинцю в структурі перовскіту, зменшуючи кількість дефектів, обмежуючи рух галогенідів і запобігаючи фазовому розшаруванню матеріалу під дією сонячного випромінювання. Крім того, це сполучення уповільнює кристалізацію, що сприяє утворенню більш рівномірної плівки з меншими втратами енергії.
Перовскітовий шар окремо показав ККД 22,21%, а CIGS-елемент — 19,65%. У тандемній конструкції ефективність нижнього шару знизилася до 7,5%, оскільки верхній шар поглинає частину світла. Разом у чотирьохконтактній конфігурації сумарний ККД досяг 29,71%, що є одним із найвищих показників серед перовскіт-CIGS-тандемних елементів.
Дослідники також перевірили довговічність панелі: після 2000 годин безперервної роботи вона зберегла понад 91% початкової ефективності, що свідчить про високу стабільність розробки.
Інформація надана Китайською академією наук, як повідомляє itc.ua з посиланням на interestingengineering.