Полимерен филм с текстурирано антирефлексно покритие повишава ефективността на тандемните соларни клетки (снимка: CC0 Public Domain)
Американски и южнокорейски изследователи твърдят, че са постигнали ефективност на преобразуване на енергия от 23,50% с перовскитно-силициева тандемна слънчева клетка, изградена със специален полимерен филм с текстурирано антирефлексно покритие (ARC). Клетката е в състояние да запази 91% от първоначалната си ефективност след 120 часа работа.
Тайната в новата разработка на изследователи от Националния институт за наука и технологии в Улсан (UNIST) на Южна Корея и Университета в Питсбърг е прилагането на специално текстурирано антирефлексно покритие (ARC) във вид на полимерно фолио.
Учените са изработили многофункционалния филм с фосфорни частици с размери 10 μm в диаметър. Те са в състояние да блокират ултравиолетова (UV) светлина. В същото време филмът съдържа и наночастици от силициев диоксид (SiO2) с диаметър 10 nm. Те увеличават увеличат способността на перовскитно-силициевата тандемна клетка да абсорбира видимата светлина.
„Експерименталните и изчислителни резултати показват, че наночастиците SiO2 във филма ARC намаляват отражателната способност чрез увеличаване на дифузната пропускливост“, казват изследователите. Те отбелязват, че фосфорните частици са в състояние да абсорбират ултравиолетовата светлина с дължина на вълната 380 nm и да я преобразуват в зелена видима светлина с дължина на вълната 530 nm.
Малки частици фосфор и титаниев диоксид помагат на фотоволтаиците да поглъщат повече светлина (графика: UNIST)
Филмът е позволил увеличаване на ефективността на слънчевата клетка с 4,5%. За нея изследователите казват, че е запазила 91% от първоначалната си ефективност след 120 часа работа, докато референтно устройство без филм запазва само 50% от своята ефективност след 20 часа.
„Този ARC филм със специални оптични свойства успешно насърчава поглъщането на светлината от тандемната слънчева клетка с перовскит и силиций, което води до подобряване на ефективността на преобразуване на мощността на тандемната клетка от 22,48% на 23,50%“, твърдят учените. Описанието на тяхното изобретение бе публикувано наскоро в Advanced Functional Materials.