Перовскитните фотоелементи вече могат да се произвеждат лесно, с висока ефективност
(снимка: Bahram Abdollahi Nejand, KIT)
Германски учени разработиха технология за мащабируемо серийно производство на най-перспективните слънчеви фотоелементи, съобщи Nature Energy. Става въпрос за напълно перовскитна тандемна слънчева клетка, двата слоя на която съдържат кристалните структури само на този минерал. Това означава, че подобни фотоелементи могат да бъдат произведени лесно и бързо, при висока ефективност.
Тандемните слънчеви фотоелементи позволяват на клетките да работят в по-широк енергиен спектър. Например, горният силициев слой абсорбира червени и инфрачервени спектри, докато долният слой перовскит абсорбира синьо и зелено.
Миналата седмица такива тандемни перовскитни елементи поставиха рекорд за ефективност, превишавайки за първи път 30% (за клетка от 1 кв. см, което е важно, тъй като ефективността намалява с увеличаване на мащаба). Резултатът е невероятен, въпреки че един от слоевете на този елемент е силиций с всички произтичащи производствени характеристики, включително скъпа обработка.
В ново изследване учени от Технологичния институт в Карлсруе (KIT) разработват тандемна клетка изключително от перовскитни минерали с различна ширина на забранената зона, което би позволило на горния и долния слой на клетката да работят с различни спектри и да се избегне използване на силиций. Резултатът е толкова добър, че учените нарекоха разработката „пряк път към масовото производство на тандемни чисти перовскитни клетки”.
Използвайки комбинация от механично приложени разтвори и вакуумно отлагане, изследователите създадоха клетка, която при чиста площ на фотоелемента от 12,25 кв. см (с изключение на рамките и контактните електроди) показа ефективност от 19,1%. При производството на същия елемент с площ от 0,1 кв. см ефективността достига 23,5%.
Многократното мащабиране на производствения процес води до по-малко от 5% спад в ефективността. Това означава, че технологичният процес може да бъдe мащабиран до масов без значителна загуба на ефективност. В същото време се запазват основните предимства на производството на перовскитни клетки – обработка с течни разтвори и в резултат на това възможност за създаване на фотоволтаични повърхности със сложни форми и върху гъвкав субстрат.