Ученые заложили основу солнечных элементов нового типа

Группа ученых под руководством профессора Христиана Йоосса из Геттингенского университета, профессора Симоны Техерт из Института Макса Планка и профессора Петера Блехля из Клаустальского технического университета положили в основу нового солнечного элемента из перовскита так называемое возбуждение поляронов, которое сочетает возбуждение электронов с вибрацией кристаллической решетки.

«В обычных солнечных ячейках взаимодействие между электронами и вибрациями решетки может привести к нежелательным потерям, вызвать серьезные проблемы, тогда как возбуждение поляронов в перовскитовых солнечных ячейках могут создаваться с помощью фрактальной структуры при определенных рабочих температурах и длиться достаточно долго, чтобы успел произойти резко выраженный фотогальванический эффект», — объясняет главный автор статьи Дирк Райзер.

Сейчас перовскитовые солнечные ячейки, которые изучает команда ученых, нужно охлаждать в лаборатории примерно до −35 С, чтобы произошел нужный эффект. В полевых условиях поляроны могут вести себя иначе. Поэтому физики из Геттингена пытаются оптимизировать этот материал или воздействовать на него светом, чтобы добиться более высоких рабочих температур.

Разработка высокоэффективного и простого по структуре твердотельного солнечного элемента все еще остается трудностью для науки. Вдобавок к оптимизации материала и конструкции современных ячеек для достижения успеха требуется изучить новые, фундаментальные механизмы переноса заряда и превращения его в электроэнергию. Это позволит создавать солнечные элементы, основанные на новых принципах действия, пишет Phys.org.

Солнечный элемент из перовскита с рекордно высоким КПД был создан в конце прошлого года в Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли. Пиковая эффективность новых солнечных элементов достигает 26%.