Группа китайских ученых разработала новую стратегию пассивации, которая значительно повышает эффективность и стабильность работы тандемных солнечных элементов на основе перовскита и кремния.
Исследование было опубликовано в журнале Matter 21 мая.
Тандемные перовскитно-кремниевые солнечные элементы состоят из верхнего перовскитного слоя, который эффективно преобразует солнечный свет в электричество, и нижней кремниевой подложки. Эти солнечные элементы обладают большим потенциалом для создания легких и высокоэффективных фотоэлектрических систем, а их текущий мировой рекорд эффективности составляет 35,0 %.
Однако поверхность с пирамидальной текстурой промышленных кремниевых подложек затрудняет нанесение однородного верхнего слоя из перовскита, что часто приводит к локальным утечкам тока и тем самым ограничивает коммерческие перспективы таких тандемных элементов.
Исследователи из Нинбоского института технологии и инженерии материалов (NIMTE) Китайской академии наук в сотрудничестве с Университетом Сучжоу, Университетом Тайчжоу и компанией S.C Exact Equipment Co. разработали инновационную стратегию селективной пассивации для подавления утечек тока.
В этом методе в качестве шаблона используются полистирольные наносферы, на вершины которых наносится тонкий изолирующий слой оксида алюминия, блокирующий пути утечки.
Команда достигла впечатляющего КПД преобразования энергии в 33,33%, сертифицированного на уровне 32,89%, в тандемном солнечном элементе из перовскита и кремния с активной площадью около одного квадратного сантиметра.
После 1000 часов непрерывной работы устройство сохранило около 90 % своей первоначальной эффективности, продемонстрировав превосходную долговременную стабильность.
По мнению исследователей, эта стратегия повышает эффективность и стабильность работы тандемных солнечных элементов на основе перовскита и кремния за счет селективной пассивации вершин кремниевых элементов с пирамидальной текстурой.