Вместо растворителей — вакуум. Ученые нашли способ масштабировать выпуск высокоэффективных фотоэлементов
Промышленное производство перовскитных фотоэлектрических элементов: исследователи разработали масштабируемый процесс. (Фото: Александр Диркс, КИТ)
Исследователи из Германии и Испании разработали инновационный метод быстрого вакуумного напыления, который позволяет изготавливать тандемные солнечные элементы на основе перовскита и кремния с коэффициентом полезного действия (КПД) до 24,3%.
Весь процесс длится всего 10 минут и не требует использования токсичных растворителей. Над проектом совместно работали ученые из Технологического института Карлсруэ (KIT) и Университета Валенсии, а результаты их труда были опубликованы в престижном журнале Nature Energy.
Новая технология базируется на методе сублимации в замкнутом пространстве (CSS). Во время этого процесса исходные материалы испаряются и перемещаются в вакууме на расстояние всего несколько миллиметров, после чего равномерно оседают на кремниевую поверхность.
Благодаря этому удается достичь высокой производительности при минимальном расходе сырья, что делает технологию экономически выгодной и привлекательной для промышленного масштабирования.
Тандемные элементы работают значительно эффективнее традиционных кремниевых панелей, поскольку верхний перовскитный и нижний кремниевый слои поглощают разные части солнечного спектра.
Профессор Ульрих Паетцольд отметил, что для коммерческого успеха важна не только высокая эффективность, но и скорость и надежность производства. Новый метод подтвердил свою универсальность: ученые успешно протестировали его на гладких, нано- и микроструктурированных кремниевых поверхностях, где толщина и однородность слоев измерялись микронами и нанометрами.
Самый высокий показатель эффективности в 24,3% был зафиксирован именно на текстурированной микроструктурной поверхности, что открывает прямой путь к практическому применению в промышленности.
