Исследовательская группа из Юго-Западного нефтяного университета достигла важной вехи вфотоэлектрическая технология, что повышает эффективность небольших-перовскитных-кремниевых тандемных солнечных элементов почти до 35 %. Этот революционный показатель намного превышает теоретический предел эффективности в 29,4 % для традиционных моно-кремниевых элементов, устраняя давнее-физическое узкое место основных солнечных технологий.
Эта новая структура обеспечивает уникальные преимущества спектрального поглощения. Верхний слой перовскита улавливает коротковолновый-солнечный свет, включая ультрафиолетовый и видимый свет, а нижний слой кремния поглощает остаточный длинноволновый-инфракрасный свет. Эта дополнительная конструкция значительно снижает потери световой энергии и максимизирует использование солнечной энергии, превосходя традиционные кремниевые элементы типа N- по потенциалу выработки электроэнергии.
Текущие промышленные проблемы
Несмотря на впечатляющие результаты лабораторных исследований, крупномасштабная-коммерциализация по-прежнему сталкивается с серьезными техническими барьерами. Высокая эффективность в 35% реализуется только на крошечных экспериментальных устройствах. Увеличение модулей до промышленных-размеров приведет к очевидному снижению эффективности из-за неравномерного пленочного покрытия и неизбежных микродефектов при производстве на больших-площадях.
Долгосрочная-стабильность — еще одна основная проблема. Перовскитные материалы чувствительны к влаге, кислороду и высокой температуре, что затрудняет соблюдение 25-летнего срока службы наружных фотоэлектрических электростанций. Кроме того, специальное производственное оборудование и неразвитые поддерживающие цепочки поставок еще больше увеличивают производственные затраты, препятствуя продвижению массового производства.
Перспективы будущего промышленного развития
В краткосрочной перспективе тандемные ячейки будут отдавать приоритет сегментированным сценариям с высокой-ценностью. Обладая высокой плотностью мощности и малым весом, они впервые будут применяться в аэрокосмической отрасли, BIPV, коммерческой распределенной фотоэлектрической энергетике и портативных накопителях энергии, обеспечивая более высокие преимущества выработки электроэнергии для проектов,-затратных-наземных.
В среднесрочной-–-долгосрочной перспективе непрерывные технологические итерации будут способствовать зрелости промышленности. Ожидается, что благодаря оптимизированной технологии упаковки и усовершенствованным процессам массового производства эффективность крупных-модулей стабилизируется на уровне выше 28 %. В отрасли будет сформирована двойная модель: традиционные кремниевые модули для общих сценариев и тандемные элементы для рынков высокого-класса.
В конечном итоге тандемная технология перовскита-кремния изменит ландшафт конкуренции в фотоэлектрической отрасли. Это переведет отрасль от жесткой ценовой конкуренции к технологическим инновациям,-ориентированным на эффективность, эффективно стимулируя глобальную популяризацию экологически чистой энергии и прогресс в области углеродной нейтральности.