Китайски учени създадоха покритие за тандемни фотоволтаици, което повишава ефективността с близо една трета (снимка: CC0 Public Domain)
Покритие от специални органични молекули може да проправи пътя за ново поколение слънчеви панели, които са с 31% по-ефективни, обявиха изследователи. Специалното покритие може да увеличи ефективността на монолитни тандемни клетки, направени от силиций и перовскит, като същевременно намали цената им, тъй като те са направени от стандартни силициеви пластини.
Новото покритие е резултат от стратегия за пасивиране на повърхността, която позволява повърхностните дефекти на перовскитния слой да бъдат изгладени, казва китайският екип зад иновацията, ръководен от проф. Кай Яо в университета Нанчанг, който си партнира с компанията Suzhou Maxwell Technologies, Изследователския институт за тръбни стоки CNPC, Политехническия университет в Хонг-Конг, Технологичния университет в Ухан и Университета Фудан в Шанхай.
Традиционно в слънчевите панели светлината избива електрони от полупроводника, оставяйки след себе си положително заредени „дупки“ в слънчевите клетки. В по-ново време са разработени т. нар. тандемни клетки, за да използват по-добре целия спектър на слънчевата светлина – изработени от два различни полупроводника, които абсорбират различни дължини на вълната на светлината, тандемните клетки са по-ефективни.
Основните материали, използвани за направата на тандемни клетки в новата технология, са комбинация от силиций, който абсорбира предимно червена и близка до инфрачервената светлина, и перовскит, който много ефективно използва цялата видима светлина.
В още по-новите разработки се търси известна грапавост на силициевата повърхност в клетките и това се постига чрез микрометрови пирамидални структурни елементи на повърхността им. Тези микротекстури улавят повече светлина, защото отразяват по-малко, в сравнение с гладка повърхност. Въпреки това, покриването на силижиевите пластини с перовскит води до много дефекти в кристалната решетка, които влияят на електронните свойства.
Екипът на китайските изследователи обаче е разработил стратегия за повърхностна пасивация, която позволява повърхностните дефекти на перовскитния слой да бъдат изгладени. „Тиофенетиламониево съединение с трифлуорометилова група (CF3-TEA) се прилага чрез динамичен процес на нанасяне на покритието. Това образува много равномерен слой – дори върху повърхности с микротекстура“, се казва в съобщението.
„Повърхностната модификация с CF3-TEA позволява перовскитно-силициеви тандемни слънчеви клетки, базирани на обикновени текстурирани пластини, които са направени от силиций по процеса Чохралски (с пирамидални грапавини – б.р.), да постигат много висока ефективност – с близо 31% повече в сравнение с еквивалентна клетка без такова покритие – и поддържат дългосрочна стабилност“, поясняват учените.