Исследователи из Китайской академии наук установили мировой рекорд эффективности для солнечных элементов из кестерита. Во время испытаний их разработка показала эффективность преобразования энергии в 15,45%. Независимая международная сертификация подтвердила результат на уровне 15,04%. Ученые заявляют, что это достижение открывает путь к массовому производству солнечных батарей нового поколения на основе этого материала.
Кестерит — это природный минерал, состоящий из меди, цинка, олова и серы. Он обладает высоким потенциалом для создания тонкопленочных солнечных элементов нового поколения, так как широко распространен в природе, нетоксичен и дешев в производстве. Эксперты не ожидают проблем с поставками этого материала в будущем, что делает его более перспективным кандидатом по сравнению с соединениями CIGS (медь-индий-галлий-селенид).
● Какие законы вступают в силу с 1 марта
Ранее мировой рекорд для кестеритовых элементов составлял 14,2%, он был установлен той же командой Китайской академии наук в июне 2024 года на лабораторных образцах. Главным препятствием на пути к более высокой эффективности оставалась проблема неконтролируемой миграции ионов металлов, которая приводит к образованию дефектов в процессе производства. Это снижает эффективность, вызывает постепенную деградацию и ставит под угрозу стабильность и долгосрочную надежность устройств.
Для решения этой проблемы ученые предложили новый механизм, использующий межфазное равновесие. Они разработали промежуточную фазу на основе соединения сульфида лития-олова, известного как Li₂SnS₃ (LTS). Это решение изменяет пути миграции катионов и балансирует различия в миграции меди и олова, стабилизируя переход элемента. Такой подход замедляет кинетику реакций и обеспечивает более контролируемый рост зерен, что способствует формированию крупных и однородных структур, снижая количество глубоких дефектов и улучшая общее качество кристаллов.
Команда протестировала новый элемент при стандартном освещении и зафиксировала не только высокую эффективность, но и напряжение холостого хода свыше 600 мВ при ширине запрещенной зоны 1,10 эВ. Это необычно высокое напряжение для данного материала, показывающее, что давние потери энергии можно преодолеть. Китайские исследователи также сообщили о создании портфеля интеллектуальной собственности, охватывающего весь процесс LTS, что должно поддержать промышленное внедрение солнечных элементов нового типа.
Читайте также:
● Какие законы вступают в силу в марте 2026 года
● Испанский египтолог заявил, что пирамиды Гизы построила суперцивилизация
● Ученые заявили о происхождении человека от древнего одноглазого циклопа
● Исследователи раскрыли причину оледенения Земли длиной в 56 миллионов лет