Немецкие специалисты разработали слоеный фотоэлемент из перовскита и селенида меди-индия с производительностью почти 25% — наивысшим значением, которое доступно для такой архитектуры. Более того, комбинация материалов оказалась легкой и многофункциональной, что позволяет использовать тандемные солнечные элементы в транспорте, портативной электронике и устройствах, которые можно складывать или скручивать.
Перовскитные солнечные элементы в последнее десятилетие завоевали большую популярность благодаря особой кристаллической структуре. Их эффективность уже сравнима с кремниевыми вариантами. Производительность фотоэлемента можно повысить, расположив несколько элементов слоями. Если каждый слой особенно хорошо поглощает определенную часть солнечного спектра, неизбежные потери от многослойности можно сократить. Эксплуатационная гибкость перовскитов позволяет использовать их в тандемных фотоэлементах с кремниевыми слоями. У устройств такой архитектуры КПД достигает 29% (у исключительно перовскитных — 25,7%, только у кремниевых — 26,7%).
Комбинирование перовскитов с такими материалами, как диселенид меди-индия (CIS) или диселенид меди-индия-галлия (CIGS), обещает еще больше преимуществ. Например, делает возможным производить легкие и гибкие тандемные фотоэлементы, которые можно устанавливать не только на здания, но и на транспорт или носимое оборудование, а также складывать или сворачивать в рулоны для удобства перевозки.
Международная команда исследователей под руководством ученых из Технического института Карлсруэ изготовила тандемный солнечный элемент из перовскита и диселенида меди-индия с максимальной производительностью 24,9%. Снижение объема галлия в материале позволило сузить энергетическую щель до одного электрон-вольта, приблизившись к идеальному значению 0,96 эВ для тандемного фотоэлемента.
Это достижение открывает дорогу к массовому производству легких, дешевых и сверхтонких фотоэлементов, идеально подходящих для автомобилей, яхт, тентов, крыш и т.п.