Японски учени постигнаха пробив в соларните технологии, като създадоха изцяло перовскитна тандемна клетка с ефективност 30,2%. Резултатът идва от нов подход за управление на светлината и стабилизиране на ключов материал. Разработката показва потенциал за по-ефективни и гъвкави фотоволтаични системи.
Екип от Университета в Токио разработи соларна клетка, която комбинира два перовскитни слоя с различни енергийни характеристики. Тя използва т.нар. четиритерминална архитектура. Това означава, че светлината се разделя по дължина на вълната и се насочва към най-подходящия слой, което намалява загубите и увеличава общата ефективност.
Горният слой постига ефективност от 24,4%, докато долният достига 21,5%. Комбинирани, те надхвърлят 30%. Това е съществено ниво за лабораторни перовскитни решения.
Ключов елемент в разработката е използването на наночастици от формамидиниев оловен йодид (FAPbI₃). Материалът предлага отлични свойства за абсорбция на светлина. Той обаче традиционно страда от нестабилност, която води до деградация на производителността.
Японските учени се справят с този проблем чрез нов метод за синтез и нанасяне на слоя. Те използват контролирана кристализация, която запазва активната фаза на материала. Така се постига по-добра дълготрайност и ефективност.
Допълнително предимство дава самата архитектура на клетката. Тя не изисква синхронизация на токовете между слоевете, което позволява по-гъвкави комбинации от материали. Освен това, при повреда на един слой, другият може да продължи да генерира енергия.
При тестове най-добри резултати се наблюдават при разделяне на светлината около 775 nm. Това съвпада с оптималния диапазон на горния слой. Така се постига максимално използване на слънчевия спектър.
Въпреки напредъка технологията все още среща предизвикателства. Основният проблем остава високата цена на оптичните компоненти за разделяне на светлината. Учените вече търсят по-опростени и по-евтини архитектури.
Разработката има съществено значение за бъдещето на фотоволтаиците. Тя показва как перовскитните технологии могат да надминат традиционните силициеви решения по ефективност и гъвкавост.
