Солнечный рекорд: немецкие тандемные панели впервые пробили порог в 25% КПД

Исследователи из Центра Гельмгольца в Берлине (HZB) и Берлинского университета имени Гумбольдта установили новый мировой рекорд эффективности тонкопленочных тандемных солнечных элементов. Сертифицированный коэффициент полезного действия устройства достиг 25,5% (предыдущий рекорд той же команды — 24,6%).

Одним из ключевых результатов стала не только сама эффективность, но и площадь элемента — 1,081 см². В солнечной энергетике преодоление порога в 1 см² считается важным этапом: такие образцы уже признаются международными базами данных Solar Cell Efficiency Tables, где фиксируются рекорды, а значит, считаются ближе к практическому применению, чем микроскопические лабораторные прототипы.

Разработанный элемент выполнен по тандемной схеме и объединяет два слоя из разных материалов. Нижний слой создан на основе CIGS (медь, индий, галлий, селен), а верхний — из перовскита. Такая комбинация позволяет эффективнее использовать солнечный спектр: перовскит поглощает высокоэнергетическую часть света, а CIGS — красное и инфракрасное излучение.

Чтобы добиться рекордных показателей, ученые оптимизировали ширину зоны CIGS-слоя, улучшили межслойные покрытия и внедрили сверхтонкие пассивирующие слои толщиной около 1 нанометра. Это позволило существенно снизить потери энергии при преобразовании света в электричество.

Команда также изготовила более крупный мини-модуль площадью 2,25 см², который показал КПД 19,7%. По оценке исследователей, лабораторные образцы аналогичной архитектуры уже достигают эффективности до 27,5%, а в перспективе технология может преодолеть планку в 30%.

Благодаря тонкопленочной конструкции такие солнечные элементы являются лёгкими и гибкими, что открывает путь к их применению в там, где традиционные кремниевые панели использовать сложно.

©  iXBT