Команда науковців з Інституту матеріалознавства та інженерії міста Нінбо (Китай) заявила про серйозний прорив у галузі тандемних сонячних батарей: їм вдалося досягти рекордного показника ефективності — 24,6% — для гнучких фотоелементів.
Про це повідомляє 360ua.news.
Тандемні (багатошарові) сонячні елементи відрізняються від традиційних тим, що складаються з кількох напівпровідникових шарів, кожен із яких уловлює різні діапазони сонячного випромінювання. Така багаторівнева структура дозволяє суттєво збільшити коефіцієнт перетворення сонячного світла в електроенергію. У типовій схемі верхній шар відповідає за поглинання фотонів із високою енергією, тоді як нижній уловлює довгохвильове випромінювання. Одним із найбільш перспективних матеріалів для нижнього шару є CIGS — мідь-індій-галій-селенід — завдяки своїй можливості гнучко змінювати ширину забороненої зони. Втім, шорстка поверхня цього матеріалу ускладнювала поєднання з перовськітом — сучасним ефективним напівпровідником для верхнього шару.
Китайські вчені знайшли рішення, використавши інноваційний метод підготовки поверхні. Вони застосували комбінацію двох розчинників: один із високою полярністю для запобігання агрегації молекул самоорганізованого моношару (SAM), інший — з низькою полярністю — для створення рівномірного покриття. Також був введений попередньо змішаний затравочний шар, який забезпечив покращену адгезію перовськіту до CIGS, підвищив якість кристалічної решітки й покращив змочуваність поверхні — ключовий параметр для надійної стабільності та високої ефективності пристрою.
Результатом цих технологічних вдосконалень стало створення прототипу гнучкого монолітного тандемного сонячного елемента площею 1,09 см², який продемонстрував стабільну ефективність конверсії енергії на рівні 24,6%. Це — один із найкращих показників у категорії гнучких сонячних батарей.
Нові досягнення мають потенціал суттєво змінити майбутнє сонячної енергетики, особливо в таких напрямках, як переносна електроніка, автономні пристрої, гнучка інфраструктура для «розумного» транспорту, а також енергозабезпечення мобільних систем.