Китайские ученые объявили о выдающемся достижении, связанном с тандемными перовскитными фотоэлектрическими элементами. Исследовательская группа создала структуры, превысившие критический порог эффективности в 30%. Но это еще не все: элементы демонстрируют исключительную долговечность в своем классе.

Прорыв в фотовольтаике: китайцы представили рекордные перовскитные ячейки

Группа исследователей из Нинбоского института материаловедения и инженерии (NIMTE) представила первые в мире официально сертифицированные тандемные перовскитные фотоэлектрические элементы, достигшие эффективности 30,3%.

Это замечательное достижение, ранее считавшееся недостижимым, было ограничено асинхронной кристаллизацией многокомпонентных перовскитных слоев. Команда под руководством профессора Гэ Цзыи и профессора Лю Чанга успешно решила эту проблему.

Исследователи разработали новый подход, использующий химическое упрочнение для контроля кристаллизации. Они применили растворы, основанные на теории твердости-мягкости-кислоты-основания (HSAB).

Для широкозонных перовскитов они использовали добавку дифтор(оксалат)бората, а для узкозонных перовскитов — тетрафторборат. Этот подход успешно синхронизировал зарождение и рост кристаллов, подавляя неравномерное распределение фаз и улучшая однородность.

Как уже упоминалось, для жестких ячеек мы достигли КПД 30,3%. Результат для гибких ячеек также оказался хорошим, достигнув 28,2%. Важно отметить, что ячейки, разработанные таким образом, характеризовались высокой эксплуатационной стабильностью, которая до сих пор была ахиллесовой пятой перовскитной технологии.

Благодаря оптимизации жесткие ячейки сохранили 92% своего первоначального КПД после 1000 часов работы в точке максимальной мощности. В случае гибкой тандемной ячейки КПД достиг 95,2% после 10 000 циклов изгиба.

Данное исследование устанавливает общий химический принцип регулирования кристаллизации в сложных по составу перовскитных системах. Полученные результаты указывают путь к одновременному повышению эффективности и долговечности как жестких, так и гибких устройств, тем самым способствуя развитию легких и масштабируемых фотоэлектрических технологий.


Поделитесь в соцсетях: