Повышение стабильности перовскитов помогает кремниевым солнечным элементам

Изменение химического состава позволило ученым повысить долговечность и эффективность солнечного элемента на основе перовскита, разработанного в Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США (NREL) Министерства энергетики США.

Новая формула позволила солнечному элементу противостоять проблеме стабильности, которая до сих пор препятствовала коммерциализации перовскитов. Эта проблема известна как индуцированная светом фазовая сегрегация, которая возникает, когда сплавы, составляющие солнечные элементы, разрушаются под воздействием непрерывного света.

«Теперь, когда мы показали, что мы невосприимчивы к этой кратковременной обратимой фазовой сегрегации, следующим шагом будет продолжение разработки стабильных контактных слоев и архитектур для достижения целей долгосрочной надежности, что позволит модулям работать в полевых условиях для 25 лет или больше, "сказал Калеб Бойд, ведущий автор недавно опубликованной статьи в Наука под названием «Тройные галоидные широкозонные перовскиты с подавленной фазовой сегрегацией для эффективных тандемов». Бойд и соавтор Jixian Xu связаны с исследовательской группой профессора Майкла МакГи из Университета Колорадо-Боулдер, которая занимается исследованием перовскитов в NREL.

Повышение стабильности перовскитов помогает кремниевым солнечным элементам

Другие ученые NREL, которые внесли свой вклад в работу. это Аксель Палмстрем, Дэниел Уиттер, Брайон Ларсон, Райан Франс, Джереми Вернер, Стивен Харви, Эли Вольф, Майкель ван Хест, Джозеф Берри и Джозеф Лютер.

Солнечные элементы на основе перовскита обычно изготавливаются с использованием комбинации йода и брома или брома и хлора, но исследователи усовершенствовали формулу, включив все три типа галогенидов. Исследование доказало целесообразность легирования трех материалов.

Повышение стабильности перовскитов помогает кремниевым солнечным элементам

Добавление хлора к йоду и брому создало тройную галогенидную фазу перовскита и подавило индуцированную светом фазовую сегрегацию даже при освещении в 100 солнц. То, что произошло, было незначительным: менее 4% после 1000 часов работы при 60 градусах Цельсия. При 85 градусах и после работы в течение 500 часов солнечный элемент потерял только около 3% своей первоначальной эффективности.

«Следующим шагом будет дальнейшая демонстрация ускоренного тестирования стабильности, чтобы действительно доказать, что может произойти через 10 или 20 лет на местах». сказал Бойд.

Новая формула создала солнечный элемент с КПД 20,3%.

Кремний остается доминирующим материалом, используемым в солнечных элементах, но технология приближается к своей теоретической максимальной эффективности 29,1%, с рекордными 26,7%, установленными на сегодняшний день. Но размещение перовскитов на кремниевом солнечном элементе для создания многопереходного солнечного элемента может повысить эффективность и снизить стоимость солнечного электричества. Ученые NREL смогли создать тандемный перовскит / кремниевый солнечный элемент с КПД 27%. Сам по себе кремниевый солнечный элемент имел эффективность около 21%.

You may also like