На протяжении нескольких десятков лет кремний оставался самым подходящим материалом для производства фотоэлементов, доступным и эффективным. Но в последнее время появился новый претендент — перовскит. Он много дешевле и уже догоняет кремний по эффективности. В новом исследовании авторам удалось поднять этот показатель в три с половиной раза, не меняя сам материал.

«Кусок металла оказался настолько же эффективным, как и комплексное химическое преобразование в лаборатории жидкостных технологий, — сказал Го Чуньлэй, ведущий исследователь. — С появлением новых перовскитов мы можем применять этот метод, основанный на физике, чтобы еще больше повысить их производительность».

Перовскиты и другие фотогальванические материалы генерируют электричество, позволяя солнечному свету возбуждать электроны в материале, покидая свои атомы и становясь электрическим током. Но иногда, в результате так называемой рекомбинации, электроны падают обратно в «дыры», которые оставили после себя, снижая силу тока и производительность материала.

Исследователи обнаружили, что могут существенно сократить рекомбинацию в перовските, разместив его на подложке либо из чистого серебра, либо из слоев серебра и оксида алюминия. Таким образом возникает нечто вроде зеркала, создающего отражение пар электрон-дырка, которое снижает вероятность рекомбинации. Испытания показали, что такой метод повышает производительность в 3,5 раза.

Галоидные перовскиты могли бы стать недорогой и высокопроизводительной заменой кремнию в фотоэлементах, если бы их коммерческому использованию не мешала проблема низкого срока службы. Международная команда ученых преодолела эту трудность, продемонстрировав устойчивую работу перовскитовых фотоэлементов со специальным ингредиентом на протяжении 3500 часов.