Ученые из США и Южной Кореи предложили новую конструкцию перовскитовых ячеек, которые продемонстрировали КПД в 80% от теоретического максимума.

Добавив к перовскитовому материалу специально обработанный проводящий слой диоксида олова и модифицировав формулу перовскита, команда специалистов добилась повышения общей эффективности солнечного элемента до 25,2% — рекордного значения для подобных материалов.

Существует множество возможных химических сочетаний перовскита, и теоретически из него можно было бы изготавливать намного более дешевые фотоэлементы, чем из кремния или арсенида галлия. Это происходит благодаря упрощенному процессу обработки и производства, при которых не требуется температура более 1000 ⁰С, достаточно 200 ⁰С. Основной плюс перовскитов, возможность получения тонких и легких слоев при сохранении эффективности.

У перовскитовых материалов более высокая энергетическая щель, чем у кремния, это означает, что они поглощают другую часть спектра и могут дополнять кремниевые элементы. Но даже без них единственный активный слой перовскита можно сделать более эффективным, чем кремниевый.

Один из методов улучшения производительности этого материала — точное проектирование слоя переноса электронов. Исследователи разделили перовскитовый и проводящий слои модифицированным промежуточным слоем из оксида олова, что позволило снизить потери. Для этого они использовали метод химического осаждения в растворе, а также оптимизировали сам перовскитовый слой.

В результате эффективность повысилась до 80% от теоретического максимума для материалов этого типа.