Большинство солнечных батарей сегодня сделаны из кремния. Фотоэлектрические системы, в которых они используются, имеют длительный срок службы, но средний КПД составляет от 22 до 25 процентов.
Возможным решением этой проблемы является минерал перовскит. Тандемные или гибридные солнечные элементы, изготовленные из кремния и перовскита, уже достигли эффективности более 34% в лабораторных испытаниях. Однако ученые еще далеки от готовности к серийному производству: перовскит чувствителен к воздействию окружающей среды – плохие условия для использования на открытом воздухе 365 дней в году.
Именно здесь в игру вступают исследования ученых из китайского университета Чжэцзян. Они разработали гибридный солнечный элемент, перовскит которого значительно более прочен, чем предыдущие. Исследователи разработали собственный перовскитный слой, обладающий повышенной устойчивостью к воде и нагреву, сообщает 5 июля портал PV-Magazine.
Солнечная батарея, построенная с использованием такого слоя, имеет эффективность всего 25,7%, но через 1000 часов ее мощность все еще составляет 98% от первоначальной. Производительность снижается линейно. После 5000 часов она все равно была 90%.Исследователи не рассматривают свою разработку как отдельный солнечный элемент. Они полагают, что их перовскитный слой может быть использован во многих других перовскитных солнечных элементах в будущем для увеличения срока службы.
«Эта разработка может служить универсальной и отказоустойчивой стратегией для улучшения производительности перовскитных солнечных элементов в различных сценариях. Это важно для продвижения будущего серийного производства таких солнечных элементов», — говорят исследователи.
Если это действительно так, и технология будет подтверждена дальнейшими исследованиями, то мог бы быть достигнут прорыв в области гибридных солнечных элементов и важный шаг на пути к серийному производству.
Однако, вероятно, пройдет еще 5–10 лет, прежде чем можно будет приобрести коммерчески доступные тандемные фотоэлектрические системы с эффективностью более 30%.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Photonics.