Перовскитные солнечные батареи почти догнали по эффективности кремниевые

Создание перовскитной солнечной батареи представляет из себя сравнительно простой процесс, сводящийся к нанесению двух заранее полученных растворов на одну и ту же поверхность

Фотография: Dennis Schroeder

Группа разработчиков во главе с Сан Иль Cоком из Корейского исследовательского химико-технологического института  добились рекордного для перовскитных солнечных батарей КПД в 20,2 процента, заменив один из компонентов полупроводника. Это значение близко по уровню к показателям кремниевых фотоэлементов, намного более сложных в производстве. Соответствующая публикация вышла в Science.

Чтобы создать новую батарею с перовскитообразной структурой исследователи покрыли исходную стеклянную подложку раствором йодида свинца, дали ему высохнуть, а затем нанесли поверх раствор йодида формамидиния (последний имеет формулу [R2N-CH=NR2]+I-), и снова дали высохнуть. Такой сравнительно простой двухстадийный процесс не требует ни чистой комнаты, ни использования вакуума, усложняющих и удорожающих производство кремниевых солнечных батарей. После формирования перовскитного слоя авторы разместили на нем золотые контакты и получили готовый фотоэлемент. 

В результате исследователями удалось добиться КПД в 20,2 процента, что существенно превышает более ранние результаты других групп. К примеру, лучший результат их японских конкурентов на сегодня равен 15 процентам. Материаловеды связывают результативность нового фотоэлемента с заменой традиционного для перовскитных батарей йодида метиламмония на йодид формамидиния, имеющего существенно более широкую запрещенную зону и поэтому эффективно использующего бóльшую часть видимого диапазона. В настоящее время они работают над увеличением размера фотоэлемента.

Разработчики перовскитных фотоэлементов полагают, что, заменив кремниевые аналоги, перовскиты способны уменьшить стоимость энергии получаемой от Солнца, даже несмотря на то, что цена такой энергии за последние годы уже снизилась до уровня «угольного» электричества. Только за 2010-2014 годы общая мощность гелиогенерации выросла с 70 до более чем 180 гигаватт и продолжает расти быстрее, чем какой-либо иной вид генерации. Германия, например, в 2014 году впервые в собственной истории выработала от Солнца больше электроэнергии, чем от газа, потребление которого, благодаря этому, удалось несколько сократить.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.