В Нидерландах создали первые в мире солнечные панели с эффективностью более 30 %

Группа учёных из нескольких институтов Нидерландов создала перовскит-кремниевые фотоэлектрические элементы, которые позволили преодолеть 30-процентный барьер практической эффективности (КПД) солнечных батарей. Ожидается, что это достижение поможет ускорить распространение технологий солнечной энергетики по всему миру и снизить уровень зависимости от ископаемого топлива.

Источник изображения: tue.nl

Правительства разных стран поддерживают солнечную энергетику, стремясь снизить объём выбросов CO₂ в атмосферу. Однако внедрение технологии сильно ограничено невысоким показателем эффективности преобразования энергии. В настоящее время многие коммерчески доступные солнечные панели характеризуются показателем КПД не более 22 %. Увеличение этого показателя позволит вырабатывать больше энергии на той же площади при меньших затратах, что сделает технологию более доступной для конечных потребителей.

Для повышения показателя эффективности преобразования энергии учёные из Нидерландов создали четырёхполюсное тандемное устройство на основе перовскита и кремния. Это устройство более эффективно использует солнечный спектр, поскольку в нём задействованы смешанные солнечные элементы из кремния и перовскита: первые лучше работают в видимом и инфракрасном спектрах, а вторые эффективны в ультрафиолетовом и видимом диапазонах, оставаясь прозрачными для инфракрасного света. В четырёхполюсном устройстве верхняя и нижняя ячейки способны работать независимо друг от друга, за счёт чего повышается выходная мощность архитектуры.

Исследователи сумели повысить эффективность полупрозрачного перовскитного элемента площадью 3×3 мм² до 19,7 %. Под ним размещался кремниевый солнечный элемент площадью 20×20 мм². В тандемном устройстве также имеется высокопрозрачный обратный контакт, позволяющий 93 % света ближнего инфракрасного диапазона проникать в нижнюю часть устройства. Оптимизация разных характеристик устройства позволила повысить его эффективность до 10,4 %. Вместе с перовскитным солнечным элементом устройство обеспечило суммарную эффективность преобразования энергии в 30,1 %, что является лучшим достижением на сегодняшний день.