Технология солнечных элементов в последние годы демонстрировала поразительный рост. Надежность, эффективность и долговечность фотоэлементов увеличились, а стоимость упала. Обычные фотоэлементы, которые применяются в панелях солнечных электростанций, созданы на основе однопереходной архитектуры. Ее практический КПД ограничен 27%, пишет EurekAlert. Для повышения этого показателя необходимо искать новые решения. Например, использовать многопереходную структуру из двух и более слоев.

В тандемных фотоэлементах два и более подэлементов соединены друг с другом при помощи внутрисхемных слоев (ICL). Эти соединения играют важную роль в производительности и воспроизводимости устройства. Эффективный ICL должен быть химически инертным, электрически проводящим и оптически прозрачным.

Хотя перовскитово-органические тандемные солнечные элементы — подходящий вариант для тонкопленочных фотоэлектрических технологий, их эффективность до сих пор отставала от других типов тандемных фотоэлементов.

Однако ученым из Университета Сингапура удалось разработать прорывной ICL, который снижает потери по напряжению, оптике и электричеству. Эта инновация повысила производительность перовскитово-органических тандемных солнечных элементов до 23,6%.

Это существенный шаг вперед по сравнению с текущим КПД подобных тандемных фотоэлементов, который составляет около 20%. Возможно, вскоре ученым удастся приблизиться к предельным 26,7% производительности кремниевых солнечных элементов и даже обойти ее.

Созданные немецкими инженерами тандемные фотоэлементы из кремния и перовскита показали КПД в 29,1%. 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. Однако стоимость производства таких панелей существенно выше цены элементов из перовскитов и органики.