На початку липня 2026 року команда Центру імені Гельмгольца в Берліні (HZB) та Центру науки про матеріали в Берліні (Center for the Science of Materials Berlin, CSMB, Гумбольдтський університет) повідомила про новий рекорд ККД для тандемного фотоелектричного елемента на основі CIGSe (Cu(In,Ga)Se₂ – диселенід міді-індію-галію) і перовскіту – 25,5 %. Попередній рекорд для цієї комбінації матеріалів і цього розміру елемента становив 24,6 %
Результат сертифікований: за повідомленням PV Magazine, його підтвердила European Solar Test Installation (ESTI). Показник внесено до Green Tables – довідкової таблиці ККД фотоелектричних елементів, яку публікує журнал Joule для фотовольтаїчної галузі. Площа випробного елемента – 1,081 см². Для внесення в Green Tables потрібна площа понад 1 см² – цей поріг відмежовує мікрозразки й наближає результати до масштабованих структур, хоча й не робить їх еквівалентними модульним показникам. Інша довідкова таблиця, NLR (раніше NREL) / NLR Best Research-Cell Efficiency Chart, натомість фіксує максимальну ефективність для кожної технології незалежно від розміру елемента, навіть для зразків площею 0,001 см².
Підвищення показника команда пояснює декількома змінами в конструкції: використали нижні CIGSe-субелементи з різною шириною забороненої зони (1,05 і 1,1 еВ), два варіанти товщини оксиду цинку, легованого алюмінієм (AZO), і протестували кілька архітектур елемента. «Щоб перевершити наш попередній рекорд, встановлений у межах європейського проєкту SOLMATES, ми використали нижні CIGSe-комірки із різною шириною забороненої зони та два варіанти товщини легованого алюмінієм оксиду цинку зі схожими характеристиками. Ми також протестували різні архітектури комірок на додачу до вже досягнутих покращень», – пояснив доктор Гільєрмо Фаріас Басульто (повну розшифровку абревіатури SOLMATES у доступних джерелах не наведено). У межах тієї самої роботи хімік Вуай Чжан тестував комбінації оксиду нікелю (NiOx) і самоорганізованих моношарів (SAM) як дірково-транспортний матеріал для зниження міжфазної рекомбінації та підвищення стабільності фотоелектричних елементів, а також оптимізував формування електрон-селективного контакту, контролюючи початкову швидкість термічного випаровування бакмінстерфулерену (C₆₀) на надтонкому (1 нм) пасивувальному шарі фториду літію.
У межах проєкту SOLMATES дослідники також виготовили міні-модуль зі схожою структурою матеріалів: Ніколас Отто (Берлінський університет прикладних наук, HTW) і Теде Мельхоп (HZB) отримали ККД близько 19,7 % на площі 2,25 см². Зниження показника порівняно з рекордним елементом – очікуваний ефект масштабування: у структурах більшої площі зростає вплив втрат на з’єднаннях і неоднорідностей шарів.
За словами Фаріаса Басульто, властивості поточної архітектури елемента свідчать, що 25,5 % – це проміжний етап: на подібних архітектурах внутрішні тестові зразки вже показували ККД 27,5 %. Показник 27,5 % не опублікований і не має статусу сертифікованого результату.
CIGS – тонкоплівкова технологія, яка вже застосовується в комерційних гнучких і легких фотоелектричних модулях; поєднання з перовскітом спрямоване на підвищення ККД цього класу виробів із можливістю збереження малої маси та гнучкості у відповідних конструкціях. Чи пов’язаний цей конкретний рекорд із серійним випуском тандемних модулів, у доступних матеріалах не уточнено.
Результат HZB і CSMB – офіційно сертифікований рекорд для окремого класу технології (перовскіт/CIGSe), внесений до довідкової таблиці Green Tables. Цей результат треба відокремлювати від повідомлення про триперехідний повністю перовскітний фотоелектричний елемент HZB (ККД 27,3 %): ідеться про різні системи матеріалів, різні критерії обліку рекордів і різні дати публікації, тож пряме зіставлення цих цифр некоректне.
Примітка редакції: точна дата фіксації рекорду в різних джерелах відрізняється (30 червня – 2 липня 2026), тому в тексті вжито узагальнене формулювання «на початку липня». Сертифікаційну лабораторію (ESTI) називає лише PV Magazine – у власному релізі HZB це не уточнюється. Показник 27,5 % на внутрішніх тестових зразках не опублікований і наведений лише за словами дослідника.
Часті запитання (FAQ) про тандемний елемент перовскіт/CIGSe від HZB та CSMB
Якого рекорду ефективності досягли вчені та хто його офіційно сертифікував?
Команда дослідників зафіксувала новий рекорд коефіцієнта корисної дії (ККД) на рівні 25,5 % для тандемного елемента на основі перовскіту та CIGSe. Цей результат був офіційно сертифікований Європейською лабораторією сонячних тестів (ESTI) та внесений до галузевої довідкової таблиці Green Tables, яку публікує журнал Joule.
Яку площу мав випробний елемент і чому цей параметр є важливим?
Площа рекордної комірки становила 1,081 см². Це принципово важливо, оскільки для внесення результатів до таблиці Green Tables площа зразка обов'язково має перевищувати 1 см². Такий поріг дозволяє відсіяти мікроструктури (які фіксуються іншою таблицею — NLR) та наближає лабораторні досягнення до реальних масштабів сонячної індустрії.
Завдяки яким конструктивним змінам вдалося перевершити попередній рекорд?
Успіху було досягнуто завдяки використанню нижніх CIGSe-субелементів із різною шириною забороненої зони (1,05 і 1,1 еВ) та випробуванню двох варіантів товщини оксиду цинку, легованого алюмінієм (AZO). Крім того, науковці оптимізували дірково-транспортний шар за допомогою комбінації оксиду нікелю (NiOx) та самоорганізованих моношарів (SAM), а також покращили пасивацію на межі шарів.
Чому ефективність виготовленого міні-модуля виявилася нижчою за 25,5 %?
Створений у межах проєкту міні-модуль площею 2,25 см² продемонстрував ККД на рівні близько 19,7 %. Таке зниження показників є закономірним наслідком ефекту масштабування, оскільки при збільшенні фізичної площі пристрою неминуче зростають енергетичні втрати на електричних з'єднаннях та посилюється неоднорідність нанесення напівпровідникових шарів.
Чому некоректно порівнювати цей результат із нещодавнім ККД 27,3 % від HZB?
Пряме порівняння цих цифр є технічно помилковим, оскільки це принципово різні фотоелектричні системи. У цьому випадку описано двоперехідний тандем комбінованих матеріалів (перовскіт/CIGSe), тоді як показник 27,3 % стосується триперехідного елемента, виконаного повністю з перовскіту (all-perovskite triple-junction). Вони мають різні критерії обліку та архітектуру.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 1 592 / 2026-07-13 14:05:45
