Команда под руководством профессора Аниты Хо-Бейли из Сиднейского университета разработала трехслойный элемент перовскит-перовскит-кремний, который демонстрирует рекордную эффективность и устойчивость к экстремальным условиям, сообщается на сайте университета.
Тройная ячейка площадью 16 см² продемонстрировала сертифицированный КПД 23,3%, что является наивысшим показателем для устройств такого размера. Ячейка меньшего формата (1 см²) достигла 27,06% КПД, установив новые стандарты термической стабильности.
Результаты опубликованы в журнале Nature Nanotechnology. Впервые в мире перовскитная ячейка прошла тест Международной электротехнической комиссии, выдержав 200 циклов температурных колебаний от −40 до 85°C и сохранив 95% эффективности после 400 часов непрерывной работы на свету.
Тройная солнечная ячейка использует три полупроводниковых слоя, каждый из которых поглощает разную часть солнечного спектра для максимального преобразования энергии.
По словам профессора Хо-Бэйли, которая также представляет Институт «Net Zero» Сиднейского университета, успех достигнут благодаря переработке химического состава перовскита и конструкции тройного соединения. «Мы улучшили как производительность, так и устойчивость ячеек. Это доказывает, что создание крупных стабильных перовскитных устройств возможно и что потенциал повышения эффективности остаётся значительным», — отметила она.
Исследователи заменили менее стабильный метиламмоний на рубидий, что позволило создать более прочную кристаллическую решётку, а также использовали пиперазиний дихлорид вместо фторида лития для обработки поверхности. Наночастицы золота были применены для соединения перовскитных слоёв, что повысило эффективность переноса заряда и поглощения света.
Перовскиты ценятся за низкую стоимость производства и способность улавливать больше солнечного спектра при комбинировании с кремнием, однако обеспечение стабильности при масштабировании оставалось проблемой. Новый рекорд демонстрирует возможность создания надёжных и эффективных солнечных технологий.
Работа выполнена в сотрудничестве с учёными из Китая, Германии и Словении при поддержке Австралийского агентства по возобновляемой энергии (ARENA) и Австралийского исследовательского совета.
Профессор Хо-Бэйли, лауреат премии Eureka Prize for Sustainability Research 2025, подчеркнула, что исследование приближает переход к дешёвой и устойчивой солнечной энергетике: «Перовскиты показывают, что мы можем превзойти ограничения кремния и ускорить движение к низкоуглеродному будущему».
