Выдерживают 10 тысяч сгибаний. В Китае разработали солнечные элементы нового поколения

Об этом сообщает Interesting Engineering.

Команду ученых возглавили Ге Цзыи и Лю Чанг из Китайской академии наук. Их разработка должна ускорить создание легких солнечных технологий, которые значительно проще и дешевле в производстве, чем привычные кремниевые аналоги.

Изобретателям удалось достичь рекордной эффективности преобразования энергии — 30,3% для жестких конструкций и 28,2% для гибких.

Тандемные фотоэлементы из перовскита лучше поглощают свет, чем обычные батареи. Однако ранее их массовому выпуску мешал неравномерный процесс кристаллизации при производстве. Разные слои материала формировались с неодинаковой скоростью, что приводило к дефектам и быстрому износу панелей.

Чтобы решить эту проблему, ученые добавили в состав специальные химические соединения, которые синхронизировали рост кристаллов и сделали пленку однородной по всей площади.

Исследование, результаты которого опубликовали в журнале Nature Nanotechnology, продемонстрировало увеличение эффективности отдельных слоев: элементы с широкой запретной зоной улучшили показатели с 18,5 до 20,1%, а с узкой — с 21,6 до 23,3%. Жесткое тандемное устройство также показало напряжение холостого хода 2,16 В.

Кроме высокой мощности, новые устройства поражают своей долговечностью, что всегда было самой большой проблемой перовскитных технологий. Оптимизированные жесткие панели сохранили 92% своей первоначальной эффективности после 1000 часов работы на максимальной мощности.

Гибкие же версии удержали 95,2% производительности даже после 10 000 циклов сгибания. Такие показатели открывают новые возможности для использования солнечной энергии в переносной электронике и других сферах, где нужны легкие и эластичные источники питания.

«Выводы обеспечивают путь к одновременному повышению эффективности и долговечности как в жестких, так и в гибких устройствах, тем самым продвигая развитие легких, масштабируемых фотоэлектрических технологий», — указали ученые.