Дослідники Центру імені Гельмгольца в Берліні (HZB) розробили триперехідний повністю перовскітний фотоелектричний елемент (all-perovskite triple-junction), який досяг коефіцієнта корисної дії (ККД) 27,3 % – один із найвищих показників для цієї технології. За 770 годин безперервної роботи (приблизно 32 доби) елемент зберіг понад 90 % початкового ККД – це новий рекорд стабільності для конструкцій цього типу. Дослідження опубліковано на початку липня 2026 року в журналі Joule; співавторами роботи разом із HZB стали Потсдамський університет, Берлінський технічний університет (TU Berlin) та швейцарський інститут матеріалознавства Empa
Частіше згадують перовскітно-кремнієві триперехідні фотоелектричні елементи – для них незалежно сертифікований ККД сягнув 30,02 % (EPFL/CSEM, березень 2026). У роботі HZB описано елемент, повністю складений з трьох перовскітних поглинальних шарів, кожен із яких налаштований на свою ділянку сонячного спектра. Для порівняння, серійні кремнієві фотоелектричні модулі мають ККД приблизно 20–22 %.
Тильним поглинальним шаром є олово-свинцевий перовскіт з малою шириною забороненої зони. Традиційно слабким місцем таких конструкцій був полімерний дірково-транспортний шар PEDOT:PSS в інтерфейсі тильної підкомірки: він поглинає частину світла і швидко деградує. Команда HZB замінила його двошаровою структурою GO/SAM – оксиду графену та самоорганізованого моношару (SAM), тобто надтонкої плівки з органічних молекул, які самостійно вибудовуються в рівний шар. Шар оксиду графену під шаром SAM покращив перенесення заряду і сприяв стабілізації вузькозонної олово-свинцевої підкомірки.
«Можна уявити це як бутерброд, у якому три шари розділені різними прошарками», – пояснив принцип конструкції керівник відділу перовскітних тандемних сонячних комірок HZB професор Штеве Альбрехт.
За словами Альбрехта, доопрацювання окремих перовскітних плівок і міжшарових покриттів може підвищити ККД цієї архітектури понад 30 %. Виміряного результату такого рівня автори не подали; це прогноз дослідників.
Результат роботи HZB – високий для цієї архітектури ККД 27,3 % у поєднанні з рекордною для all-perovskite triple-junction стабільністю: заміна деградуючого PEDOT:PSS двошаровою структурою GO/SAM дала змогу послабити одне з обмежень цього класу технології. Такий результат є кроком до практичного застосування, хоча 770 годин лабораторних випробувань – це лише перший крок до підтвердження довговічності, порівнянної зі строком служби в десятки років кремнієвих фотоелектричних модулів.
Примітка редакції: площа випробного фотоелектричного елемента та статус незалежної сертифікації показника 27,3 % в офіційних матеріалах HZB не вказані.
Часті запитання (FAQ) про триперехідний перовскітний елемент HZB
Якого показника ККД та стабільності досяг новий фотоелектричний елемент HZB?
Розроблений триперехідний повністю перовскітний елемент досяг коефіцієнта корисної дії (ККД) 27,3 %. Під час лабораторних випробувань він продемонстрував рекордну стабільність для своєї архітектури, зберігши понад 90 % початкової ефективності після 770 годин (близько 32 діб) безперервної роботи.
Які наукові установи, окрім HZB, брали участь у цьому дослідженні?
Співавторами наукової роботи, опублікованої на початку липня 2026 року в журналі Joule, разом із Центром імені Гельмгольца в Берліні (HZB) стали Потсдамський університет, Берлінський технічний університет (TU Berlin) та швейцарський інститут матеріалознавства Empa.
Яке інженерне рішення допомогло подолати проблему швидкої деградації елемента?
Дослідники замінили традиційний полімерний дірково-транспортний шар PEDOT:PSS, який поглинав світло та швидко руйнувався, на інноваційну двошарову структуру GO/SAM. Вона складається з оксиду графену (GO) та самоорганізованого моношару (SAM) з органічних молекул, що покращило перенесення заряду і стабілізувало тильну підкомірку.
У чому полягає конструктивна відмінність цього елемента від перовскітно-кремнієвих аналогів?
На відміну від гібридних перовскітно-кремнієвих систем (чиій сертифікований ККД у березні 2026 року сягнув 30,02 %), розробка HZB є повністю перовскітною (all-perovskite). Вона складається виключно з трьох перовскітних поглинальних шарів, кожен з яких індивідуально налаштований на уловлювання певної ділянки сонячного спектра.
Які параметри випробуваного елемента залишилися невідомими з офіційних матеріалів?
В офіційних звітах та матеріалах HZB не було зазначено точну геометричну площу створеного тестового фотоелектричного елемента, а також поточний статус незалежної сертифікації зафіксованого показника ККД 27,3 %.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 1 081 / 2026-07-13 13:27:03
