Ученые из Берлинского центра им. Гельмгольца (HZB) установили мировой рекорд по эффективности тандемных солнечных элементов с кремниевым нижним слоем и перовскитным верхним слоем. Европейский институт сертификации солнечных элементов (European Solar Test Installation) официально подтвердил эффективность этих солнечных элементов на уровне 32.5% . Таким образом, был установлен новый мировой рекорд по эффективности тандемных солнечных элементов от HZB.
Различные научно-исследовательские институты и компании работают над постоянным повышением эффективности солнечных элементов. Но команда HZB достигла нового сертифицированного рекордного значения эффективности в 32.5%. Это не первый раз, когда они добиваются наивысшей эффективности, поскольку в 2021 году HZB достигла рекордного значения в 29.8%, реализованного за счет периодических нанотекстур . Затем летом 2022 года наивысшее зарегистрированное значение эффективности, зафиксированное Федеральной политехнической школой Лозанны (Швейцария), составило 31.3%, наконец, преодолев барьер в 30%. Но с результатом в 32.5% HZB снова превзошла все ожидания.
Профессор Стив Альбрехт из HZB говорит: « Мы очень рады новым результатам, поскольку они показывают, что технология тандемных перовскитов/кремния весьма перспективна для обеспечения устойчивого энергоснабжения». Научный директор Берлинского центра имени Гельмгольца, профессор Бернд Рех, добавляет: « Коэффициент эффективности солнечных элементов HZB на уровне 32.5% теперь находится в диапазоне, ранее достигаемом только дорогостоящими полупроводниками III/V групп . График NREL наглядно демонстрирует, насколько впечатляющими являются последние два показателя от EPFL и HZB».
Ученые из HZB смогли значительно повысить эффективность тандемных солнечных элементов на основе кремния или перовскита. Профессор Стив Альбрехт говорит: «Это огромный шаг вперед, который мы не предвидели еще несколько месяцев назад. Все команды, работающие в HZB, особенно команды Центра компетенций в области фотоэлектрической энергетики (PVComB) и инновационной лаборатории HySPRINT, успешно и с энтузиазмом сотрудничали». Команда использовала усовершенствованный состав перовскита с очень продуманной модификацией интерфейса.
Ведущие авторы из команды профессора Альбрехта, доктор Эйке Кёхнен и доктор Сильвия Мариоти, разработали модификацию интерфейса для снижения потерь на рекомбинацию носителей заряда . Для дальнейшего понимания специфических свойств этой модификации интерфейса был проведен детальный анализ. Затем эти разработки были успешно внедрены в тандемные солнечные элементы.
Студентка магистратуры Леа Циммерман помогла в дальнейшем объединении этого метода с оптическими усовершенствованиями . Наибольшее фотонапряжение (напряжение холостого хода) было достигнуто за счет сочетания интерфейсных и оптических модификаций, что в свою очередь привело к установлению нового рекорда эффективности для тандемной технологии.
Читайте также : Что такое угол падения солнечных лучей?
В разработке и изготовлении тандемных солнечных элементов, обеспечивших успех этого проекта, участвовало множество технических специалистов и ученых. В конце 2022 года компания Meyer Burger Technology подписала многолетнее соглашение о сотрудничестве с различными исследовательскими институтами в Швейцарии и Германии, включая Центр имени Гельмгольца в Берлине, для промышленного производства тандемных солнечных элементов и модулей на основе перовскита.
Ожидается, что новые мировые рекорды по эффективности тандемных солнечных элементов, установленные компанией HZB, в сочетании с соглашением о промышленном производстве позволят вырабатывать 321.1 мегаватт энергии.
