Hitech logo

Идеи

Перовскитовый солнечный элемент для помещений достиг 32% эффективности

TODO:
Георгий Голованов10 июля 2023 г., 16:24

Ученые из Таиланда разработали трехкатионные перовскитовые фотоэлементы, предназначенные для работы в условиях низкой освещенности. Благодаря процессу производства, основанному на нанесении антирастворителя и вакуумном термическом отжиге (ВТО), удалось значительно повысить энергетическую эффективность солнечного элемента при искусственном освещении.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

«ВТО приводит к появлению компактной, плотной и твердой морфологии при подавлении ловушек на поверхностях и границах блоков — ключевых причин затухания экситонов, — пишут авторы исследования, физики из Университета Махидол. — Поскольку интенсивность света в помещении по меньшей мере в 300 раз меньше, чем у солнечного света, плотная и гомогенная перовскитовая конструкция, усовершенствованная вакуумным термическим отжигом, имеет высокую ценность».

Ученые применили эту технологию, соединив термос с насосом с управляемым давлением, расположенным на крышке нагревательного элемента, чтобы получить возможность регулировать температуру. В качестве материала они взяли перовскит с примесями бромида и хлорида. После обработки энергетическая щель составляла 1,8 эВ, пишет PV Magazine.

Сам фотоэлемент был создан на подложке из легированного фтором оксида олова, слоя транспорта электронов на основе оксида олова, перовскитового поглотителя, слоя транспорта дырок, углеродного электрода и еще одного слоя легированного фтором оксида олова. Активная площадь устройства — 0,04 см².

Элемент был протестирован под искусственным светом яркостью 1000 люкс. В таких условиях эффективность преобразования энергии равнялась 27,7%, напряжение разомкнутой цепи 0,93 В, ток короткого замыкания — 0,16 мА/см2. Пиковая мощность достигла 32,0%. Контрольное устройство без вакуумного термического отжига оказалось менее эффективным: 25,5%, пиковая производительность — 30,7%.

По словам исследователей, технология вакуумного термического отжига снижает шероховатость и электронные ловушки как в глубине, так и на поверхности. Этот метод открывать возможность изготовления стабильных перовскитовых фотоэлементов и может быть адоптирован под различные задачи оптоэлектроники.

Европейская солнечная испытательная установка подтвердила результаты нового тандемного солнечного элемента Longi из перовскита и кремния. Китайский производитель кремниевых пластин, фотоэлементов и солнечных модулей достиг эффективности преобразования энергии 33,5%. Но этот результат стал только вторым за июнь в мире для перовскит-кремниевых ячеек.