Фторид магния помог получить эффективные и стабильные тандемные солнечные элементы
Материаловеды из Саудовской Аравии и Германии получили эффективные и стабильные тандемные солнечные элементы на основе кремния и перовскитов. Они заменили слой фторида лития в перовскитной ячейке на слой фторида магния, что позволило снизить гигроскопичность и подвижность ионов. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Тандемный солнечный элемент состоит из двух полупроводниковых солнечных элементов, расположенных один над другим. Сверху размещают полупроводник с большей шириной запрещенной зоны, а сам слой делают тонким и полупрозрачным. В этом случае верхний слой поглотит только самое высокоэнергетические фотоны, или коротковолновую часть солнечного спектра. Фотоны с более низкой энергией (длинноволновая часть спектра) пройдут через верхний слой и поглотятся в нижнем. В результате солнечный элемент будет поглощать и преобразовывать в электрическую энергию весь спектр солнечного излучения, не теряя ни высокоэнергетические, ни низкоэнергетические фотоны. Поэтому эффективность тандема всегда выше, чем у каждой из частей по отдельности.
Для нижней части тандема идеальным кандидатом считается кремний. Кремниевые солнечные преобразователи очень хорошо изучены, эффективны и стабильны. В то же время их эффективность уже почти достигла своего предела и почти не растет (рекорд на монокристаллическом кремнии составляет 26,7 процентов, эффективность коммерческих поликристаллических образцов в среднем 20- 22 процента). Поэтому идея сделать кремний частью тандема и получить за счет этого еще несколько процентов эффективности выглядит очень перспективной.