Перовскитните соларни клетки могат да утроят ефективността си само чрез добавяне на огледална подложка (графика: Хло Жанг / Университет в Рочестър)
Перовскитите са един от най-обещаващите нови материали за слънчеви клетки. Сега инженери от Университета в Рочестър са разработили нов начин за утрояване на ефективността на материала, като добавят слой от отразяващо сребро под перовскита.
За момента силицият е основният материал за направата на слънчеви клетки. Принос за това имат неговото изобилие и ефективността му при преобразуване на светлината в електрически ток. Но през последното десетилетие един нов претендент бързо се издигна в йерархията – перовскитът, който е много по-евтин и вече е настигнал силиция по ефективност.
Ново изследване повиши ефективността на перовскита три пъти и половина, без да се налага промяна в самия материал. Вместо това екипът добавя слой от сребърен материал под клетката, който променя взаимодействията на електроните в перовскита, намалявайки процеса на загуба на енергия.
Перовскитите и другите фотоволтаични материали генерират електричество, като позволяват на слънчевата светлина да възбужда електрони в материала, карайки ги да изскочат от своите атоми, готови да бъдат насочени за генериране на електрически ток. Но понякога електроните падат обратно в „дупките“, които са оставили след себе си, намалявайки добива ток, съответно понижавайки ефективността на материала. Явлението е известно като „електронна рекомбинация“.
Изследователите са открили, че могат драстично да намалят електронната рекомбинация в перовскита, като го поставят върху субстрат, съставен или само от сребро, или от редуващи се слоеве от сребро и алуминиев оксид.
Екипът казва, че по този начин се създава вид огледало, което произвежда обърнати изображения на двойките електрон-дупка, което намалява вероятността електроните да се рекомбинират с дупките. При тестове инженерите са установили, че добавянето на огледалните слоеве повишава ефективността на преобразуване на светлината 3,5 пъти.
„Парче метал може да свърши точно толкова работа, колкото и сложното химическо инженерство в „мокра“ лаборатория“, казва Чунлей Гуо, водещ автор на изследването. „С развитието на перовскитите ние можем да използваме метода, който се базира на чиста физика, за да подобрим допълнително тяхната производителност“.
Изследването е публикувано в научното издание Nature Photonics.