Перовскитные солнечные элементы, разработанные группой ученых из Национального университета Сингапура (NUS), поставили новый мировой рекорд по эффективности преобразования энергии. Об этом сообщает научный портал Eurekalert. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Новые перовскитные солнечные элементы, созданные учеными NUS, достигают впечатляющего показателя стабилизированной эффективности в 24,35% – самого высокого из когда-либо достигнутых на сегодняшний день в сфере преобразования солнечной энергии. Прежний рекордсмен, также перовскитовый солнечный элемент, зафиксировал эффективность преобразования энергии в 23,7%.
Чтобы облегчить последовательное сравнение и контрольный анализ различных технологий солнечных элементов, исследователи использовали в контрольных тестах стандартный размер элемента – 1 кв. см.
Перовскиты представляют собой класс материалов, которые демонстрируют высокую эффективность поглощения света и простоту изготовления, что делает их перспективными для применения в солнечных элементах. За последнее десятилетие в технологии перовскитных солнечных элементов было сделано несколько прорывов, и эта технология продолжает развиваться.
Профессор Хоу И, руководитель исследовательской группы NUS, в которую входят ученые с кафедры химической и биомолекулярной инженерии Колледжа дизайна и инженерии. а также из Сингапурского научно-исследовательского института солнечной энергии (SERIS), отметил: «Основываясь на опыте более чем 14-летних исследований, эта разработка представляет собой первый пример перовскитного солнечного элемента с перевернутой структурой, доказавшего превосходство аналогов с нормальной структурой, с активной площадью не менее 1 кв.см».
По словам Хоу И, полученный эффект в основном связан с инновационным материалом для переноса заряда, используемым в новых перовскитных солнечных элементах. Поскольку перовскитные солнечные элементы с перевернутой структурой всегда обеспечивают превосходную стабильность и масштабируемость, достижение более высокой эффективности «представляет собой важную веху в коммерциализации этой передовой технологии».
«Внедрение этого нового материала дает ряд преимуществ, включая превосходные оптические, электрические и химические свойства. Эти свойства работают синергетически, повышая как эффективность, так и долговечность перовскитных солнечных элементов, прокладывая путь к значительному улучшению их производительности и долговечности», – дополнил член группы разработчиков доктор Ли Цзя, научный сотрудник SERIS.
Одним из ключевых направлений для дальнейшей деятельности сингапурских исследователей является повышение стабильности перовскитных солнечных элементов, поскольку те продолжают оставаться очень чувствительными к влаге и со временем по этой причине могут разрушаться.
Заместитель профессора Хоу И, докторант NUS Ван Си пояснил: «Мы разрабатываем индивидуальную методологию ускорения старения, чтобы перенести эту технологию из лаборатории в производство. Одна из наших следующих целей – создать перовскитные солнечные элементы со способностью стабильной работы в течение 25 лет».
Группа сингапурских ученых также работает над масштабированием своих перовскитных солнечных элементов до полноценных модулей, увеличивая их размеры и демонстрируя их жизнеспособность и эффективность в вариантах, подготовленных для практического применения.
«Выводы, полученные в ходе нашего текущего исследования, послужат дорожной картой для разработки стабильных и, в конечном итоге, коммерчески жизнеспособных перовскитных солнечных элементов, которые могут служить устойчивыми энергетическими решениями, помогающими снизить нашу зависимость от ископаемого топлива», – подчеркнул профессор Хоу И.