Учёные из Технологического института Карлсруэ (Германия) и Университета Валенсии (Испания) разработали новый способ производства солнечных батарей, который может серьёзно удешевить и ускорить выпуск панелей нового поколения.

Изображение: Alexander Diercks, KIT

Речь идёт о так называемых перовскитно-кремниевых тандемных солнечных элементах — это более современный тип солнечных панелей, где поверх обычного кремния наносится дополнительный слой перовскита. Такой подход позволяет улавливать больше солнечного света и повышать КПД панели по сравнению с классическими кремниевыми элементами.

Главное достижение исследователей — новый вакуумный метод нанесения перовскитного слоя. Если раньше подобные процессы были сложными, медленными и плохо подходили для массового производства, то теперь формирование слоя занимает всего около 10 минут.

Технология работает следующим образом: специальные органические материалы испаряются в вакууме, частицы проходят буквально несколько миллиметров, после чего сразу оседают на кремниевой пластине и образуют ровный рабочий слой.

При этом метод оказался универсальным: его можно применять на разных типах кремниевых пластин без перенастройки оборудования, что особенно важно для промышленности.

Во время испытаний новые солнечные элементы показали очень высокую эффективность:

23,5% на гладких пластинах; 23,7% на наноструктурированных; до 24,3% на промышленных текстурированных пластинах.

Для солнечной энергетики это серьёзный результат, поскольку стандартные кремниевые панели постепенно приближаются к своему теоретическому пределу эффективности.

Ещё один важный плюс новой технологии — экономичность. Метод требует меньше дорогих материалов, а часть компонентов можно использовать повторно. Это делает разработку потенциально выгодной для массового производства солнечных панелей.

Фактически учёные предлагают способ быстрее и дешевле выпускать солнечные панели нового поколения с более высоким КПД, чем у современных кремниевых панелей.