Исследователи из Корейского института энергетических исследований разработали тандемный солнечный элемент (перовскит/CIGS) с рекордной эффективностью преобразования энергии 23,64 %. Новая технология производства на стеклянной подложке с защитным полиимидным слоем предотвращает деградацию материалов. В результате солнечный элемент сохраняет 97,7 % первоначальной производительности после 100 000 циклов сгибания и превосходит кремниевые аналоги по удельной мощности в 10 раз.
Исследователи разработали методику производства тандемных солнечных элементов, которая включает три ключевых этапа. Сначала на стеклянную подложку наносится полиимидный слой. Затем на этой основе создается многослойная структура солнечного элемента перовскит-CIGS (медь, индий, галлий и селенид). Завершающий этап — отделение готового фотоэлектрического модуля от стекла.
Такой метод изготовления солнечных элементов отличается от обычных способов, где гибкая полиимидная пленка сама служит основой. Здесь в качестве опоры используется жесткое стекло, что делает процесс создания элементов более стабильным. Кроме того, на плоскую и твердую стеклянную подложку слои наносятся равномерно. Это улучшает работу конечных устройств и делает их производство более предсказуемым.
Новая технология предотвращает проникновение калия из стеклянной основы в светопоглощающий слой CIGS. Это важно, так как калий может вызывать дефекты в CIGS. Эту проблему удалось решить путем нанесения на стеклянную подложку слоя полиимида, который блокирует распространение калия.
Испытания при стандартном освещении показали высокую прочность тандемного элемента. Ученые отметили, что после 100 000 сгибаний солнечные элементы сохранили 97,7 % своей первоначальной эффективности.
Соотношение мощности к весу изготовленного солнечного элемента примерно в 10 раз выше, чем у тандемных солнечных элементов на основе перовскита и кремния. Это делает его перспективным для использования в областях, где требуются сверхлегкие солнечные модули, например, в аэрокосмической отрасли. Еще их можно устанавливать на внешнюю поверхность зданий и транспортные средства.
