Гибридные солнечные элементы на квантовых точках получают «в пробирке»
Солнечные элементы на коллоидных квантовых точках (CQD) своей гибкостью, малым весом и простотой изготовления выгодно отличаются от коммерческих кремниевых аналогов. Добиться улучшения эффективности работы этих перспективных устройств смогли исследователи из Ульсанского национального научно-технического института (UNIST). О своем достижении они рассказали в статье, опубликованной в престижном журнале Advanced Energy Materials.
Группа из Школы энергетических и химических технологий UNIST во главе с профессором Сун Ен Джаном (Sung-Yeon Jang) разработала высокопродуктивные тандемные фотоэлектрические устройства, сочетающие в себе CQD и органические фотоактивные материалы с объемными гетеропереходами (Organic Bulk Heterojunction, BHJ).
Оптические потери фронтального элемента CQD в близком инфракрасном диапазоне компенсируются поглощением в заднем органическом слое, что улучшает общую эффективность использования фотонов для получения электроэнергии. Кроме того, команда оптимизировала баланс плотности тока короткого замыкания каждой субэлемента, создав почти идеальное последовательное соединение с использованием промежуточного уровня.
В результате, по данным испытаний, эффективность преобразования энергии (12,82%) нового гибридного тандема оказалась самой высокой среди известных солнечных элементов CQD, включая однопереходные и тандемные устройства. Авторы исследования полагают, что эффективность их элемента может превзойти 15% за счет дальнейшего снижения оптических потерь и улучшения поглощения.
Экспериментальные образцы изготавливались при комнатной температуре из растворов. Такая методика снижает себестоимость гибридных солнечных панелей и обеспечивает им явное преимущество по доступности и экономичности в сравнении с кремниевыми солнечными батареями в условиях массового производства.
