Меньше почтовой марки. Немецкая ячейка преобразовала в электричество рекордные 25,5% солнечного света
Исследователи из Центра Гельмгольца и Университета Гумбольдта в Берлине создали тандемную солнечную ячейку, которая преобразует в электричество 25,5% света. Этот результат превзошёл прошлогодний рекорд той же команды — 24,6%.
Об этом сообщает издание Interesting Engineering.
Тандемная ячейка вместо одного материала объединяет два разных, расположенных один над другим. В качестве основы команда взяла слой из меди, индия, галлия и селена (CIGS), а сверху нанесла перовскит — гибкую кристаллическую структуру. Каждый материал улавливает свою часть спектра: верхний перовскитовый слой эффективно поглощает высокоэнергетический синий свет, а остальная часть проходит сквозь него к нижнему слою, который улавливает инфракрасный свет.
Тонкопленочные материалы и перовскит легкие и гибкие, поэтому такие солнечные элементы можно наносить на изогнутые поверхности, встраивать в окна зданий или монтировать на крыши автомобилей, где жесткие панели непригодны.
Размер готовой ячейки — 1,081 см². Её создание требовало исключительной точности: доктор Гильермо Фариас Басульто регулировал ширину запрещённой зоны основания CIGS, а химик Вуай Чжан подбирал атомные покрытия, чтобы ток не утекал на внутренних границах.
«Чтобы превзойти наш предыдущий рубеж […], мы задействовали нижние ячейки с различной шириной запрещенной зоны и два слоя оксида цинка, легированного алюминием, различной толщины, но с схожими характеристиками», — пояснил Басульто.
Преодоление отметки в 1 см² считается серьёзным барьером в солнечной энергетике. Например, справочник Solar Cell Efficiency Tables (также известный как «Зелёные таблицы») не включает ни одну технологию в свой перечень, пока она не докажет свою эффективность на площади более 1 см².
«Физика, заложенная в нынешнюю архитектуру нашей ячейки, указывает, что 25,5% — лишь промежуточная ступень, ведь наши собственные испытания аналогичных архитектур уже достигли эффективности 27,5%», — утверджает Басульто.