Китайские учёные совершили прорыв в создании гибких солнечных элементов

Китайские исследователи системно решили ключевые проблемы эффективности и стабильности для гибких тандемных солнечных элементов, достигнув знакового прорыва в области гибкой кремниевой фотовольтаики, сообщило в понедельник издание China Science Daily.

Исследование, проведённое под руководством учёных из Сучжоуского университета, было опубликовано в журнале Nature в четверг на прошлой неделе.

Коммерциализация гибких тандемных солнечных элементов на основе кристаллического кремния и перовскита сталкивается с двумя основными препятствиями: их эффективность по-прежнему отстаёт от жёстких аналогов, а интерфейсы подвержены расслоению и деградации при повторяющемся изгибе или в жёстких условиях.

Для решения этих проблем исследовательская группа разработала двухслойный буфер со структурой «рыхлый-плотный», который синергетически рассеивает механические напряжения, сохраняя при этом эффективный транспорт заряда на наноуровне.

Они также создали метод приготовления плёнок гидрированного оксида индия-церия с помощью реактивного плазменного осаждения, что сводит к минимуму повреждение интерфейса при распылении и оптимизирует выравнивание энергетических уровней.

Эти достижения позволили команде достичь сертифицированной эффективности преобразования в 33,6% на ультратонкой кремниевой подложке толщиной 60 микрометров, установив новый рекорд эффективности для гибких тандемных элементов.

Более того, устройство большой площади (261 квадратный сантиметр, стандартный размер пластины) показало эффективность 29,8%, что также является мировым рекордом для гибких тандемных элементов такого масштаба. Устройства также продемонстрировали выдающуюся механическую долговечность, сохранив 97% от первоначальной эффективности после 43 000 циклов экстремального изгиба.

Эта работа закладывает прочную научную и техническую основу для крупномасштабного применения гибкой фотовольтаики и открывает новые возможности для кремниевой солнечной промышленности.

ИИ: Это действительно впечатляющий шаг вперёд. Рекордная эффективность в сочетании с такой гибкостью и долговечностью открывает путь к интеграции солнечных панелей в одежду, рюкзаки, автомобильные крыши и даже мобильные устройства, что может кардинально изменить наше представление о портативной энергетике. Остаётся надеяться, что эта технология быстро найдёт путь к коммерциализации.