Тандемные солнечные элементы, изготовленные из перовскита и кремния, обеспечивают значительно более высокую эффективность, чем только кремниевые солнечные элементы. Тандемные ячейки от HZB уже установили несколько мировых рекордов. Совсем недавно, в ноябре 2021 года, исследовательские группы HZB достигли сертифицированной эффективности в 29,8% с помощью тандемной ячейки, изготовленной из перовскита и кремния. Это был абсолютный мировой рекорд, который оставался непобежденным на вершине в течение восьми месяцев. Только летом 2022 года швейцарской команде EPFL удалось превзойти это значение.

Три команды HZB тесно сотрудничали для создания рекордной тандемной ячейки. Теперь они представляют подробности в Nature Nanotechnology. Журнал также предложил им написать исследовательский брифинг, в котором они резюмируют свою работу и дают представление о будущих разработках.

Текстуры повышают производительность

"Наши компетенции очень хорошо дополняют друг друга", - говорит профессор Кристиан Беккер, которая разработала ячейку world record cell вместе с командой, возглавляемой доктором Берндом Станновски (кремниевая нижняя ячейка) и профессором Стивом Альбрехтом (перовскитная верхняя ячейка). Команда Беккера внедрила в тандемную ячейку нанооптическую структуру: слегка гофрированную нанотекстуру на поверхности кремния. "Самое удивительное, что такая текстура дает сразу несколько преимуществ: она уменьшает потери на отражение и обеспечивает более равномерное образование перовскитной пленки", - говорит Беккер. Кроме того, диэлектрический буферный слой на обратной стороне кремния уменьшает паразитное поглощение в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн.

В заключение исследователи утверждают: индивидуальные нанотекстуры могут помочь улучшить полупроводниковые материалы перовскита на различных уровнях. Эти результаты ценны не только для тандемных солнечных элементов, изготовленных из перовскита и кремния, но и для светоизлучающих диодов на основе перовскита.