Павышэнне эфектыўнасці сонечных элементаў для дасягнення незалежнасці ад крыніц энергіі на аснове выкапнёвага паліва з'яўляецца галоўным напрамкам даследаванняў сонечных элементаў. Каманда пад кіраўніцтвам фізіка доктара Фелікса Ланга з Патсдамскага ўніверсітэта разам з прафесарам Лэй Менгам і прафесарам Юнфанам Лі з Кітайскай акадэміі навук у Пекіне паспяхова аб'яднала пероўскіт з арганічнымі паглынальнікамі для распрацоўкі тандэмнага сонечнага элемента, які дасягае рэкордных узроўняў эфектыўнасці, як паведамляецца ў навуковым часопісе Nature.
Гэты падыход прадугледжвае спалучэнне двух матэрыялаў, якія выбарачна паглынаюць кароткія і доўгія хвалі, у прыватнасці, сіні/зялёны і чырвоны/інфрачырвоны рэгіёны спектру, тым самым аптымізуючы выкарыстанне сонечнага святла. Традыцыйна найбольш эфектыўныя кампаненты, якія паглынаюць чырвонае/інфрачырвонае выпраменьванне ў сонечных элементах, атрымлівалі з традыцыйных матэрыялаў, такіх як крэмній або CIGS (селенід медзі-індыю-галію). Аднак гэтыя матэрыялы звычайна патрабуюць высокіх тэмператур апрацоўкі, што прыводзіць да значнага вугляроднага следу.
У сваёй нядаўняй публікацыі ў часопісе Nature Ланг і яго калегі аб'ядналі дзве перспектыўныя тэхналогіі сонечных элементаў: пероўскітныя і арганічныя сонечныя элементы, якія можна апрацоўваць пры больш нізкіх тэмпературах і маюць меншы ўплыў на атмасферу вугляроду. Дасягненне ўражлівай эфектыўнасці ў 25,7% з дапамогай гэтай новай камбінацыі было складанай задачай, як адзначыў Фелікс Ланг, які растлумачыў: «Гэты прарыў стаў магчымым толькі дзякуючы аб'яднанню двух значных дасягненняў». Першым прарывам стаў сінтэз новага арганічнага сонечнага элемента, які паглынае чырвонае/інфрачырвонае выпраменьванне, Мэн і Лі, які пашырае сваю здольнасць паглынаць далей у інфрачырвоны дыяпазон. Ланг далей удакладніў: «Аднак тандэмныя сонечныя элементы сутыкнуліся з абмежаваннямі з-за пласта пероўскіту, які церпіць значныя страты эфектыўнасці, калі прызначаны для паглынання ў першую чаргу сіняга і зялёнага сегментаў сонечнага спектру. Каб пераадолець гэта, мы ўкаранілі новы пасівацыйны пласт на пероўскіце, які змякчае дэфекты матэрыялу і паляпшае агульную прадукцыйнасць элемента».
Час публікацыі: 12 снежня 2024 г.