• Yulia Mi

Как повысить эффективность перовскитных солнечных ячеек?

Физический дефект внутри микроскопической кристаллической структуры солнечных ячеек может нарушить их главную функцию - функцию преобразования солнечного света в электричество – за счет существенных потерь энергии в виде тепла. Для инновационных солнечных ячеек, созданных на основе перовскитного галогенида свинца, снижение таких потерь позволит значительно повысить эффективность, и вывести перовскитные солнечные ячейки на один уровень традиционных кремниевых солнечных ячеек.



Как повысить эффективность перовскитных солнечных элементов

Чтобы понять, как образуются дефекты внутри солнечных ячеек и почему это приводит к энергетическим потерям, ученые из Вашингтонского университета исследовали зернистую структуру перовскитного кристалла. Бомбардировка солнечной ячейки электронами высокой энергии просто-напросто сожгла ее, сделав непригодной. В своей работе, опубликованной 10 сентября в журнале Joule, исследователи показали, что разориентация между микроскопическими перовскитными кристаллами ведет к разрастанию дефектов внутри ячейки. Мелкие дефекты зернистой структуры, вызванные дезориентацией кристаллов, прерывают транспортировку электронов внутри солнечной ячейки и приводят к теплопотерям. Этот процесс получил название безызлучательная рекомбинация.


«Используя оптическое изображение, полученное с помощью нового электронного детектора, мы можем реально видеть, как отдельные кристаллы ориентированы друг относительно друга», - объясняет главный автор работ Дэвид Джингер, профессор-химик в Вашингтонском университете, - «Мы можем показать, что дефекты накапливаются вследствие разориентации кристаллов. И если учесть это на стадии синтезирования перовскита, то мы сможем получить солнечные ячейки с минимальным количество дефектов».

Солнечные ячейки на основе перовскитного галогенида свинца дешевые, и потому могут представлять собой хорошую альтернативу солнечным элементам на основе арсенида галлия или кремния. Но даже самые высококачественные перовскитные солнечные ячейки будут иметь теплопотери на микроскопических структурах по периметру ячейки, что, конечно, снизит эффективность.


Ученые долгое время пытались выяснить, что снижает эффективность первоскитных солнечных элементов. И наконец, им удалось это сделать без повреждения солнечного элемента.

Подписаться на новости SCDAILY