Кристаллические кремниевые фотоэлементы сохраняют ведущее положение в мировой индустрии солнечной энергии уже на протяжении 40 лет и удерживают 95% рынка. Однако по мере приближения этих устройств к теоретическому пределу эффективности — 33,5% — повышать производительность становится все труднее. Кроме того, их производство сопровождается большими затратами энергии и нежелательным выбросом углекислого газа. Все это обостряет потребность в инновационных технологических решениях, пишет PV Magazine.

За последние десять лет гибридные оргническо-неорганические перовскиты привели к значительному прогрессу в области недорогих оптоэлектронных полупроводников, особенно, в сфере фотовольтаики. Этот материал быстро достиг выдающихся показателей эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую, который превзошел 26%. Принимая во внимание практические соображения вроде стоимости, методов подготовки и состояния промышленности, синергия перовсктов с кристаллическим кремнием выглядит наиболее многообещающей конфигурацией.

Команда индийских ученых под руководством профессора Сумитры Сатапатхи изготовила кремний-перовскитовый тандемный фотоэлемент с эффективностью преобразования 28%. Этого результата они добились, в первую очередь, благодаря повышению производительности перовскитового элемента с широкой энергетической щелью.

Верхний, перовскитовый слой с энергетической щелью около 1,8 эВ, поглощает свет видимого спектра и проходит дальше. Следующий слой поглощает свет ближнего инфракрасного спектра. Таким образом, суммарная эффективность достигает 28%.

Следующим шагом ученых станет масштабирование этой технологии до размером коммерческих фотоэлементов типа М10 со сторонами 18,2×18,2 см.

Немецкий исследовательский институт применил метод гибридного производства для нанесения перовскитового слоя на поверхность традиционного кремниевого фотоэлемента, созданного по гетероструктурной технологии. Потенциально, эффективность элемента с такой структурой может быть поднята до 43%.