Согласно новому исследованию, солнечный свет достигает обеих сторон двустороннего перовскитового солнечного элемента, а это означает, что он потенциально может давать более высокий выход энергии при более низких общих затратах.

Двусторонние солнечные элементы улавливают прямой солнечный свет спереди и отраженный солнечный свет сзади. В результате, согласно исследованию Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL), они превосходят односторонние солнечные элементы.

«Эта перовскитовая ячейка может очень эффективно работать с любой стороны», - сказал Кай Чжу, старший научный сотрудник Центра химии и нанонауки в NREL.

В прошлых исследованиях двусторонние солнечные элементы не могли конкурировать с односторонними элементами, эффективность которых в настоящее время составляет 26%. Согласно исследователям NREL, в идеале двусторонняя ячейка должна иметь переднюю эффективность, близкую к наиболее эффективной односторонней ячейке и аналогичную обратную эффективность.

Исследователи смогли создать солнечный элемент, в котором эффективность обеих сторон была сопоставима. Лабораторно измеренная эффективность передней подсветки превысила 23%, а эффективность задней подсветки составила около 91-93% от передней.

Исследователи выяснили, что слой перовскита на передней части клетки должен быть достаточно толстым, чтобы поглощать большую часть фотонов из определенной части солнечного спектра, но слишком толстый слой перовскита может блокировать фотоны.

Команде NREL также нужно было выяснить идеальную толщину заднего электрода на задней стороне элемента, чтобы свести к минимуму резистивные потери. Используя моделирование, команда обнаружила, что идеальная толщина слоя перовскита составляет около 850 нанометров. Сравните это с прядью человеческого волоса толщиной около 70 000 нанометров.

Затем они поместили двустороннюю ячейку между двумя солнечными симуляторами и направили прямой свет на переднюю сторону, в то время как задняя сторона получала отраженный свет. Эффективность ячейки росла по мере увеличения отношения отраженного света к фронтальному освещению.

Исследовательская группа отмечает, что двусторонний солнечный модуль из перовскита будет стоить дороже, чем односторонний, но более высокая первоначальная стоимость будет компенсирована за счет увеличения мощности двухсторонних модулей на 10-20%.