Материаловеды получили трехслойный перовскитный солнечный элемент с рекордным напряжением
Органическая соль помогла стабилизировать самый проблемный верхний слой
Китайские материаловеды получили трехслойный солнечный элемент перовскит-перовскит-кремний с рекордным напряжением 3,15 вольта. Ученые смогли подавить фазовую сегрегацию в верхнем перовскитном слое, добавив в него органическую соль. Устройство непрерывно проработало 1500 часов. Статья вышла в журнале Nature Communications.
Тандемные (двухслойные) солнечные элементы позволяют эффективнее использовать солнечный свет, поэтому и их эффективность выше, чем у стандартных кремниевых ячеек. Однако число слоев не обязательно ограничивается двумя. Можно добавить третий, четвертый и даже пятый фотоактивный слой. При этом чем выше расположен слой, тем шире должна быть его запрещенная зона: тогда фотоны распределятся по слоям в порядке уменьшения энергии, и суммарная эффективность будет максимальной. Трехслойные элементы на основе арсенида галлия и других полупроводников III–V уже активно используются в космосе и показывают эффективность более 40 процентов.
А вот с более дешевыми аналогами на основе перовскитов и кремния все не так радужно. Как правило, из кремния с шириной запрещенной зоны в 1,12 электронвольта делают нижний слой, а из перовскита второй и третий слои. Сложнее всего получить и стабилизировать третий слой, которому требуется ширина запрещенной зоны в 1,8 электронвольта