【Разработка новых источников энергии】Успешно осуществлена самостоятельная разработка солнечных элементов на основе перовскита большого размера

Thread Content

Солнечные элементы на основе перовскита большого размера, разработанные доцентом лаборатории фотоэлектроники Университета науки и технологий Центрального Китая Чэнь Вэй, были признаны центром исследований в области фотовольтаических технологий Японского института промышленных технологий (AIST) как обладающие максимальной эффективностью в 15% среди всех существующих решений. Это позволило заполнить пробел в рекордах по эффективности солнечных элементов. Эти результаты были опубликованы недавно в журнале «Science». AIST — один из самых авторитетных в мире органов по сертификации солнечных элементов. Панель из кальций-титанатных материалов, присланная Чэнь Вэем на тестирование, в этом исследовательском институте была признана обладающей максимальной эффективностью в 15% среди всех аналогичных устройств в мире. Этот результат впервые был занесен «отцом солнечных элементов» Мартином Грином в авторитетный список показателей эффективности солнечных элементов, составленный им. Солнечные элементы на основе перовскитов — это новый тип фотоэлектрических технологий, появившийся в последние годы; скорость повышения их эффективности чрезвычайно высока. Материалы на основе перовскитов обладают такими преимуществами, как наличие обильных исходных материалов, низкая стоимость, отличные фотоэлектрические свойства, возможность обработки в растворе и возможность получения при низких температурах. Однако у солнечных элементов на основе перовскитов существуют проблемы со стабильностью: многие из них теряют свои свойства уже в процессе тестирования. Кроме того, в перовскитных солнечных элементах часто наблюдается явление затухания. Чэнь Вэй и его команда, протестировав десятки тысяч кривых характеристик тока/напряжения батарей (IV), и сравнив несколько наиболее распространенных структур перовскитных солнечных элементов, обнаружили, что батареи с трансверсальной плоскостной структурой типа «P-i-N» лучше всего справляются с явлением задержки. Благодаря применению методов проектирования интерфейсов Чэнь Вэй смог повысить эффективность батарей с структурой «P-i-N» небольшого размера (0,09 квадратных сантиметров) до 18,3%, а эффективность батарей большего размера (1,02 квадратных сантиметра) — до 16,2%. Кроме того, у каких бы то ни было батарей, независимо от их размера, эффект затухания при проведении тестов типа IV был очень мал. В то же время устройство демонстрирует наилучшую стабильность среди всех существующих типов перовскитных солнечных элементов. Чэнь Вэй заявил, что благодаря дальнейшему улучшению качества и состава тонких пленок из перовскита эффективность солнечных элементов на больших площадях может достичь уровня 20%.