Новый прорыв: перовскитные фотоэлектрические элементы с эффективностью 25,4% и повышенной стабильностью

Технологический прорыв в эффективности перовскитных структур

Международная группа исследователей достигла новой вехи в развитии фотоэлектрических технологий, разработав перовскитовые фотоэлементы с КПД (КПД) 25,4%. Достижение, отраженное в специализированных научных публикациях, решает две самые большие проблемы, стоящие перед этой технологией: потери энергии при преобразовании света и кратковременный период эксплуатации материалов.

Перовскиты считаются «будущим солнечной энергетики» из-за их низкой стоимости производства и способности наноситься на гибкие поверхности. Однако до сих пор их массовая коммерциализация сдерживается быстрой деградацией активного слоя под воздействием влаги, тепла и света.

Инновационный подход к молекулярной стабильности

Ключ к успеху ученых заключается в оптимизации интерфейса между слоем перовскита и транспортными слоями для носителей заряда. Вводя конкретные органические молекулыисследователям удалось «пассивировать» дефекты кристаллической решетки материала. Этот процесс не только уменьшает рекомбинацию электронов (что повышает напряжение холостого хода), но и создает защитный барьер от внешних воздействий.

Основные технические параметры разработки:

• Рекордная эффективность: Лаборатория подтвердила эффективность 25,4%что аппроксимирует теоретический предел Шокли-Кейссера для однопроходных элементов.
• Длительная долговечность: Тесты показывают, что клетки сохраняют более 95% от первоначальной мощности после более чем 1000 часов интенсивного облучения при рабочей температуре.
• Пониженное напряжение пробоя: Новая архитектура сводит к минимуму миграцию ионов, которая является основным фактором деградации стандартных перовскитных устройств.

Путь к промышленному применению

Хотя кремниевые панели в настоящее время доминируют на рынке, их эффективность близка к теоретическому максимуму. Новые данные показывают, что перовскитовые фотоэлементы Они не только могут конкурировать с кремнием, но и работать с ним в тандеме. Тандемные элементы (перовскит на кремнии) имеют потенциал для преодоления пределов 30% эффективностьчто изменит экономическую основу всей отрасли возобновляемых источников энергии.

Инженерное решение, представленное журналом PV Magazine, является масштабируемым, а это означает, что методы нанесения защитных слоев могут быть интегрированы в существующие производственные линии для тонкопленочной фотоэлектрической энергии. Это сокращает время перехода от лабораторных прототипов к широкодоступным коммерческим продуктам.