Perovskite–organic tandem solar cells with indium oxide interconnect

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04455-0

Исследовательская группа разработала тандемный солнечный элемент, эффективность которого достигает 24%. 24% — это новый мировой рекорд. Это самая высокая эффективность солнечных панелей, которые создали с помощью комбинации органических поглотителей и поглотителей на основе перовскита.

Обычные солнечные панели основаны на полупроводниковом кремнии и сейчас они работают на пределе своей эффективности, поэтому вряд ли ее удастся серьезно повысить. Поэтому нужно разрабатывать новые технологии для солнечных панелей, которые могут внести решающий вклад в переход к зеленой энергетике.

Авторы новой работы объединили два альтернативных материала-поглотителя. Они использовали органические полупроводники — это соединения на основе углерода, которые могут проводить электричество при определенных условиях. Их соединили с перовскитом, а также сплавом свинца и галогена. У последнего, по словам авторов, превосходные полупроводниковые свойства.

Для поддержания и масштабирования обоих технологий нужно значительно меньше материалов, чем для обычных кремниевых элементов, отмечают ученые.

В начале проекта лучшие тандемные элементы из перовскита имели КПД около 20%. Под руководством Университета Вупперталя исследователи из Кельна вместе с другими партнерами по проекту смогли увеличить это значение до 24%.

Чтобы достичь такой высокой эффективности, нужно минимизировать потери между материалами внутри солнечных элементов. Чтобы решить эту проблему, мы разработали специальное соединение, которое обеспечивает плавных переход между органической субэлементной ячейкой и перовскитной субэлементной ячейкой, – Селина Олтхоф, доктор из Института физической химии Кельнского университета.