Logo
Cover

Британская компания Oxford PV сообщила о новом рекорде солнечных элементов. КПД сдвоенных ячеек из кремния и перовскита составил 27,3%, что подтвердил немецкий Институт солнечноэнергетических систем Фраунгофера.

Производительность новых фотоэлементов на полпроцента выше предыдущего мирового рекорда для однокаскадных кремниевых солнечных элементов, который был установлен на отметке 26,7%, говорится в пресс-релизе компании.

Теоретический максимум однокаскадных фотоэлементов с прямыми переходами, определенный пределом Шокли — Квайссера, составляет около 33%. Для материалов с непрямым переходом, таких как кремний, эта граница проходит на 29%, говорит Фрэнк Аверданг, глава Oxford PV. На практике, однако, коммерческие кремниевые ячейки едва достигают 25%, пишет GTM.

Наиболее эффективный на сегодня однокаскадный солнечный элемент с прямым переходом создан из кристаллического арсенида галлия, его производительность — 28,8%.

В задачи Oxford PV не входит достижения максимального КПД. Вполне достаточно, считает Аверданг, преодолеть 30-процентную границу, соединив перовскиты с лучшими кремниевыми технологиями, которые имеются сейчас на рынке.

Именно такой тактики и придерживались инженеры компании: они покрыли обычный кремниевый элемент тонким слоем прозрачного перовскита.

Когда солнечный луч падает на такой фотоэлемент, перовскит поглощает максимально возможный объем энергии из синего спектра. Остальной свет проходит сквозь него и попадает на кремний, который, в свою очередь, абсорбирует энергию из красного спектра.

В идеале между двумя этими слоями нет наложений, и общая эффективность элемента является суммой производительности каждого слоя. В реальности степень наложения довольно высока, и нижний слой работает обычно лишь вполсилы. Проще было бы выпускать чисто перовскитовые фотоэлементы, но законы рынка препятствуют внедрению совершенно нового материала.

«Можно было бы без вопросов создать перовскитовые солнечные элементы с КПД выше 30%, — говорит Аверданг. — Но в реальности нам нужно вести игру с рынком».

Компания собирается провести полевые испытания продукции в следующем году и надеется выпустить фотоэлемент к 2020.

Один из недостатков перовскитовых фотоэлементов состоит в том, что для их производства требуется токсичный свинец. Корейские ученые нашли решение этой проблемы, предложив стабильный перовскитовый материал, не содержащий свинца.