В Японии сделали тандемный солнечный элемент с рекордной эффективностью: в чем секрет

Компания EneCoat Technologies из Японии заявила о создании четырехконтактного тандемного солнечного элемента на основе перовскита и кремния с эффективностью 30,4% в партнерстве с Toyota Motor Corporation Ltd. Она разместила подробности на своем официальном сайте.

В тандемной ячейке используется гибкая верхняя ячейка из перовскита с эффективностью 22,4% и коэффициентом пропускания инфракрасного излучения 81%, а также загадочная кристаллическая кремниевая солнечная технология для нижнего устройства, которую разработчик пока не раскрывает. Это чрезвычайно высокий показатель для солнечных элементов прозрачного типа, который не фиксировали еще нигде в мире. Компания не уточнила, был ли результат подтвержден независимой сторонней организацией, но намекнула, что новые панели планируют размещать на крышах автомобилей.

"Значения эффективности преобразования, полученные в ходе данной разработки, были измерены на небольшом участке на уровне ячейки, и мы продолжим разработку крупногабаритных модулей солнечных элементов для достижения практического применения высокоэффективных солнечных элементов, которые принесут пользу пользователям", — добавили в EneCoat Technologies.

Солнечные батареи, используемые в автомобилях, спутниках и других приложениях, должны иметь максимально возможную эффективность преобразования из-за ограниченной площади, доступной для их установки. Теоретически максимальная эффективность преобразования энергии перовскитовых элементов составляет 33,7 %, а тандемных, которые изготавливаются путем соединения перовскитовых и и кристаллических кремниевых — составляет 43,8 %.

Структура тандемных солнечных элементов предусматривает отдельные слои перовскита и кремния, расположенные в порядке приема света. Перовскитовый элемент на переднем плане поглощает видимый спектр и пропускает инфракрасную область, которую затем улавливает кремниевый.

Перовскитовый солнечный элемент первым вырабатывает электричество, поэтому должен уметь как хорошо генерировать энергию благодаря видимому свету, так и передавать инфракрасные лучи дальше без потерь. В этот раз обе компании сосредоточились на пропускной способности перовскита и значительно увеличили ее.

Эффективность преобразования измерили на небольшом участке солнечной ячейки, но в будущем EneCoat обещает сделать модуль большого размера, которые можно будет применять на практике. Результаты будут представлены на Азиатско-Тихоокеанской международной конференции по перовскитам, органической фотовольтаике и оптоэлектронике (IPEROP25), которая пройдет 21 и 22 января 2025 года в кампусе Удзи университета Киото.

Компания EneCoat разрабатывает ряд приложений для своей тонкопленочной перовскитовой технологии, которую она изготавливает с помощью запатентованного процесса низкотемпературного осаждения, например, для тех областей применения, где требуется высокая эффективность в условиях слабого освещения, а также для наружных фотоэлектрических установок, где требуются легкие и гибкие солнечные панели. Как отмечает сайт PV Magazine, по состоянию на март 2023 года эффективность ее модулей составляла 19,4%.