Немецкие тандемные солнечные панели впервые превысили 25% КПД
Учёные из Германии установили новый мировой рекорд эффективности солнечных элементов. Тандемная панель, объединяющая два слоя из разных материалов, показала КПД 25,5%. Предыдущее достижение той же команды составляло 24,6%.
Устройство состоит из нижнего слоя CIGS (медь, индий, галлий, селен) и верхнего из перовскита. Перовскит улавливает высокоэнергетический синий и зелёный свет, а CIGS — красное и инфракрасное излучение. Такая конструкция позволяет использовать солнечный спектр эффективнее, чем обычные кремниевые панели.
Чтобы добиться рекорда, исследователи оптимизировали ширину запрещённой зоны CIGS-слоя, улучшили покрытия между слоями и добавили сверхтонкие пассивирующие слои толщиной около 1 нанометра. Это снизило потери энергии при преобразовании света в электричество.
Ключевым достижением стала не только эффективность, но и площадь элемента — 1,081 см?. В солнечной энергетике преодоление порога в 1 см? считается важным этапом: такие образцы признаются международными базами данных и считаются ближе к реальному применению, чем микроскопические лабораторные прототипы.
Команда также изготовила мини-модуль площадью 2,25 см?, который показал КПД 19,7%. По оценкам учёных, лабораторные образцы аналогичной архитектуры уже достигают 27,5%, а в перспективе технология может преодолеть планку в 30%.
Благодаря тонкопленочной конструкции такие элементы лёгкие и гибкие. Это открывает возможности для использования там, где традиционные кремниевые панели устанавливать сложно — например, на изогнутых поверхностях, в портативных устройствах или на фасадах зданий.
Новый рекорд показывает, что тандемные технологии на основе перовскита и CIGS могут стать основой для следующего поколения солнечных батарей. Следующие шаги — масштабирование и повышение долговечности, чтобы вывести разработку на коммерческий рынок.
