Центр солнечной энергетики и водородных исследований Баден-Вюртемберга (ZSW) и Исследовательский центр нанотехнологий (Imec) из Бельгии достигли рекордной эффективности в 24,6% для тандемного фотоэлемента, изготовленного из перовскита и CIGS (селенид меди-индия-галлия).
Такие фотоэлементы используют различные диапазоны спектра солнечного света и, таким образом, достигают более высокой эффективности, чем фотоэлементы, состоящие из одного материала. Что касается бельгийско-немецкого фотоэлемента, то перовскитная часть преобразует видимую часть солнечного спектра в электроэнергию, а тот свет в ближнем инфракрасном спектре, который проникает в перовскитный фотоэлемент, захватывается вторым фотоэлементом из селенида меди-индия-галлия. При этом перовскитный фотоэлемент располагается над фотоэлементом типа CIGS. У такого тандемного фотоэлемента четыре штекерных разъема, он основан на концепции масштабируемого покрытия, которая также может использоваться и в промышленности.
Новая рекордная эффективность была достигнута благодаря нескольким инновациям. По данным исследователей, пропускающая способность перовскитного фотоэлемента для света в ближнем инфракрасном спектре была увеличена за счет усовершенствования прозрачных электродов. Кроме того, до 1,72 электрон-вольт была увеличена ширина запрещенной зоны материала, что улучшило общую эффективность тандемного фотоэлемента. Перовскитная часть тандемного фотоэлемента выполнена бельгийскими исследователями из Imec.
Центр солнечной энергетики и водородных исследований Баден-Вюртемберга использовал свои ноу-хау в технологии CISG. Исследователи заявили, что фотоэлемент площадью 0,5 кв. см был изготовлен на высокоэффективном оборудовании ZSW с использованием всех оптимизированных технологических процессов. Дальнейшие улучшения в технологии CIGS могли бы проложить путь к повышению эффективности более 30%, что привело бы к снижению производственных затрат.
По данным Центра, поскольку речь идет о сочетании двух тонкопленочных технологий, высокоэффективные фотоэлементы могли бы стать особенно подходящими для установленных на неровных поверхностях и встроенных в здания солнечных электростанций. Imec в настоящее время работает над двумя типами тандемных фотоэлементов. Во втором тандемном фотоэлементе перовскит объединяется с нижним фотоэлементом из кремния. «Преимущество использования технологии CIGS заключается в том, что, как и в случае с перовскитом, это тонкопленочная технология, позволяющая создавать тандемные фотоэлементы в самых разных форматах и размерах», — сказал Том Аэрнотс, руководитель группы Imec по тонкопленочным фотоэлементам. «В будущем мы сосредоточимся на масштабировании этой технологии до размеров солнечной батареи. Кроме того, мы будем продвигать разработку фотоэлементов с двумя разъёмами из-за их важности для промышленности». Еще предстоит выяснить, как воспримут и будут внедрять разработки института партнеры из промышленности. В разработке перовскитного фотоэлемента Imec помогали Energycville и Solliance. Кроме того, технологический институт Карлсруэ (KIT) также участвует в сотрудничестве вместе с Imec и ZSW.
Источник: https://www.pv-magazine.de/2018/11/12/zsw-imec-perowskit-cigs-tandemsolarzellen-mit-246-prozent-rekordwirkungsgrad/