Міжнародна група дослідників зафіксувала рекордний коефіцієнт корисної дії (ККД) для трикаскадного (triple-junction) фотоелектричного елемента на рівні 30,02%. Конструкція інтегрує перовскіт-перовскіт-кремнієвий трикаскадний фотоелемент у єдину напівпровідникову структуру. Ці тришарові елементи є окремим класом пристроїв. Їх відрізняють від тандемних двошарових елементів, поточний рекорд ефективності яких становить 34,85%.
Результат отримано фахівцями Швейцарського центру електроніки та мікротехнологій (CSEM) і Федеральної політехнічної школи Лозанни (EPFL). Показники пройшли незалежну сертифікацію. Попередній показник для тришарової архітектури становив 27,10%.
Технологічні вдосконалення архітектури
Дослідження було зосереджене на стабілізації напруги верхнього перовскітного шару та підвищенні щільності струму середнього шару.
Для верхнього елемента використано молекулу-модифікатор, що орієнтує кристалізацію перовскіту та пасивує дефекти структури. Це забезпечило вихідну напругу 1,4 В. Для середнього елемента впроваджено трьохетапний процес осадження, що розширило спектр поглинання у ближньому інфрачервоному діапазоні. Між нижнім кремнієвим та середнім перовскітним шарами інтегровано наночастинки оксиду кремнію (SiOx). Вони функціонують як внутрішній рефлектор, спрямовуючи фотони назад до середнього шару для інтенсифікації генерації носіїв заряду.
Перспективи впровадження
За даними лабораторії фотоелектрики EPFL, з 2018 року ефективність цієї технології зросла з 13% до поточних показників. Теоретична межа ККД трикаскадних елементів перевищує 40%. Це вище за потенціал одношарових та тандемних структур. При цьому собівартість виробництва таких елементів потенційно нижча за багатошарові аналоги групи III–V, які наразі застосовуються виключно в аерокосмічній галузі.
Детальні результати експериментів опубліковані у журналі Nature. У проекті також взяли участь фахівці Інституту сонячних енергетичних систем Фраунгофера (Німеччина) та Університету Квінсленда (Австралія).
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 1 393 / 2026-03-23 18:24:43
